为什么iphone的CPU芯片一直领先呢?

希piaopiao


很荣幸来回答这个问题。众所周知,现在手机芯片的厂家主要由苹果、华为、三星、高通、联发科,其中性能最好的是华为、高通、华为三家。而其中苹果手机的CPU芯片性能一直领先于同时期的其他CPU。

那这个是什么原因造成的呢?

第一,Ios的生态系统较为封闭,从操作系统本身只有数个版本,同一CPU所需要支持的系统本版较少。而且苹果手机的APP都是要经过苹果的审核,确认兼容及符合苹果公司的规定。而安卓手机恰恰相反,安卓各个版本五花八门,还有数量更多的深度修改的系统版本。这就造成了苹果的CPU可以进行专门的优化,而安卓手机采用的CPU必须最优先保证更好的兼容性,而非最先考虑性能。打个比方,苹果就像在高速公路开车,只要考虑很少的因素就可以了。而安卓手机采用的CPU就像行驶在国道,要考虑行人、非机动车、村庄、学校,时不时还蹦出个野生动物。同样的车当然是高速可以开更快。

第二,苹果手机更注重单核性能,而安卓手机却因为多后台的策略所以需要更强的多核性能。但是在前台我们能感知的就只是单个软件的运行速度。所以不管感受或者实际运行中都可以感觉苹果的性能更强。

第三,更高的售价。因为苹果手机的售价远高于安卓手机的售价,因此所使用的工艺、材料、设计等方面可以使用更高的成本。而安卓手机CPU的厂家需要考虑芯片的售价以及手机厂家能接受的情况,不可能不计成本做一款销售不出去的CPU。

总结如下,苹果手机的CPU有更高的价格可以堆料,有更好的系统优化,有更加可控的软件生态,而且还有很强的团队,所以强大是理所当然的。这里希望国产手机的CPU能越来越强,超过苹果!


智能化二帅兄


通常,每当苹果公司发布新的iPhone时,它也会发布新的IOS系统,可能今年也不例外吧。不可避免地,每次将苹果最新的SoC与高通,三星和华为的最新产品进行比较。一般标杆数据出来后苹果公司每次都是获胜者。

那么,为什么苹果的SoC似乎总是能打败竞争对手?为什么Android使用的处理器似乎远远落后?苹果的芯片真的那么好吗?那就让我来解释一下。

苹果A11仿生

苹果设计使用ARM 64位指令体系结构的处理器。这意味着苹果的芯片使用与高通,三星,华为等相同的底层RISC架构。不同之处在于,Apple持有ARM的体系结构许可,从而可以从头开始设计自己的芯片。苹果公司第一个内部64位ARM处理器是在iPhone 5S中使用的苹果A7。它具有一个主频为1.4 GHz的双核CPU和一个四核PowerVR G6430 GPU。

快进了四年,Apple的最新产品A11具有六核CPU,使用了异构多处理(HMP)和内部GPU(在Apple决定停止使用Imagination的GPU之后)。

六个CPU内核由两个高性能内核(代号为Monsoon)和四个节能内核(代号为Mistral)组成。与苹果A10一样,苹果A10也具有高性能内核集群和高能效内核集群,而A11能够同时使用所有六个内核。

苹果公司声称,两个高性能内核比A10中的内核快25%,而四个高效内核比其前身中的节能内核快70%。A11由台积电在10 nm处理节点上制造,芯片包含43亿个晶体管。芯片尺寸为89.23 mm2,比A10小30%。

根据我们使用iPhone 8 Plus进行的内部测试,该设备在Geekbench的单核测试中获得4260分,在多核测试中获得10221分。

Apple A11和骁龙835

Apple A11使用与骁龙 835相同的制造工艺。A11是六核CPU,而835是八核芯片组。A11 Bionic现在可以执行每核的进程调度,而835可以完成,而A10则不能。尽管规格相似,但A11的单核Geekbench得分是骁龙 835的两倍。

从表面上看,六核A11的多核性能比八核骁龙 835快50%。但是如上所述,Geekbench并未测试SoC的其他部分。DSP,ISP和任何与AI相关的功能都会影响使用这些处理器的任何设备的日常体验。但是,在原始CPU速度方面,A11无疑是赢家。

在那之前,苹果公司和高通公司都已经在交付用于移动设备的32位ARMv7处理器。高通公司以其32位骁龙 800 SoC引领了这一领域。它使用内部Krait 400内核以及Adreno 330 GPU。

当苹果突然宣布推出64位ARMv8 CP时,高通一无所获。当时,它的一位高管称64位A7为“营销手段”,但高通公司很快就提出了自己的64位策略。

2014年4月,高通推出了 具有四个Cortex-A57内核和四个Cortex-A53内核的骁龙810。“ Cortex”系列内核直接来自ARM(ARM体系结构的托管人)。但是在同一年,苹果公司宣布了其第二代内部64位CPU A8。直到2015年3 月,高通才能够宣布其第一代内部64位CPU 骁龙 820及其定制的Kryo CPU内核。

同年9月,苹果发布了使用A9处理器的iPhone 6S,这是苹果的第三代 64位内部CPU。突然,高通落后苹果两代。

2016年,高通公司再次提供了ARM的产品,但它有所不同。ARM创建了一个新的许可计划,该计划允许最受信任的合作伙伴及早访问其最新的CPU设计,甚至可以进行某种程度的定制。结果就是Kryo 280 CPU内核。根据规格表,骁龙 835使用八个Kryo 280内核,但是通常认为它具有四个Cortex-A73内核(有调整)和四个Cortex-A53内核(有调整)。对于骁龙 835,高通将公告从春季改为冬季,这意味着835是在Apple A10和iPhone 7之后发布的。

Apple的CPU内核有什么不同?

关于Apple的CPU核心,有几项重要的认识。

1. 64位ARM的CPU具有领先地位

首先,在基于64位ARM的CPU方面,苹果公司几乎领先于所有人。尽管ARM本身于2012年10月宣布了Cortex-A57,但建议的时间表是ARM的合作伙伴将在2014年内交付首批处理器。但是Apple在2013年的设备中配备了64位ARM CPU。该公司此后一直在利用早期的领导者,并且每年都会产生新的CPU内核设计。

2. Apple的SoC工作与手机发布紧密相关

设计高性能移动CPU很难。对于高通而言,因为研发确实很难,所以每次都需要很长时间。Cortex-A57于2012年10月发布,但直到2014年4月才出现在智能手机中。这是一个漫长的交货时间,但目前交货时间正在改变。

例如:华为Mate 9中的麒麟960在ARM Mali-G71 GPU交付给华为仅8个月后发布。有一种说法是,既然苹果公司内部做所有事情,那么紧密的联系使它可以将开发周期缩短几个宝贵的星期。

3. Apple的CPU很昂贵

根据Linley Group 2016年的一份报告, Apple A10中的Hurricane内核“大约是其他高端移动CPU的两倍”。甚至较小的Zephyr内核也比其低功耗内核大得多,“几乎是Cortex-A53的两倍”。这里的关键是苹果销售智能手机,而不是芯片。结果,它有能力使SoC变得更昂贵,并在其他地方(包括最终零售价)收回资金。

4. Apple的CPU具有很大的缓存

硅要花不少钱,对于某些芯片制造商来说,其利润率仅能节省0.5平方毫米的硅。像上面的第三点一样,Apple能够制造更大的芯片(就硅片成本而言),并且其中包括大容量缓存。

在Cortex-A75之前,ARM的Cortex处理器都不支持L3缓存。但是自A7以来,苹果一直在使用大型L3缓存。苹果A7和A8具有1 MB的L2缓存和4 MB的L3缓存。A9和A10具有3 MB的L2缓存和4 MB的L3缓存,即总共7 MB的缓存。根据Geekbench的说法,A11具有8 MB的L2缓存,没有L3缓存。尽管Cortex-A75现在支持L3缓存(也可以支持高达4 MB和4 MB的L2缓存(每个内核0.5 MB)),但高通等芯片制造商可以决定要包括多少缓存。

5. Apple以较低的主频生产具有宽管道的处理器

从广义上讲,SoC制造商可以用狭窄的管道制造CPU内核,但可以在高时钟频率下运行该管道。或使用较宽的管道,但时钟速度较低。就像现实世界中的水管一样,您既可以通过较窄的管道以高压泵送水,也可以通过较宽的管道以低压泵送水。在两种情况下,理论上您都可以实现相同的吞吐量。ARM恰好落在狭窄的流水线阵营中,而苹果则落在了更广的流水线阵营中。Cortex-A75的最大频率可以在10 nm上达到3 GHz,而Apple A10的最大频率可以达到2.34 GHz。

总结

目前Apple产品线中CPU占了很重要的位置,像Mac系列、iPhone系列、iPad系列都需要CPU支撑,而且本身苹果是做产品的,所以更了解技术侧和产品侧大家共同的需求,更容易寻找痛点去优化CPU性能,当然主要是苹果有雄厚的研发能力,才能去支撑这么耗钱耗时间的CPU研发。

那你觉得iPhone的CPU芯片为什么一直领先呢?欢迎在评论区闲聊讨论,大家一起学习探讨。


大魔王Hacker


苹果手机的CPU那么强大,与苹果公司自身拥有全球最强大的人才团队,具备雄厚的技术实力关系密切。苹果通过合理的融资渠道,以优化收购的方式积累其他公司的先进技术,是其中的一个原因。开始时,苹果手机最初用的是三星CPU,后来就有专业芯片设计团队。

为了搭建更好的团队,苹果公司先后收购了几家小的芯片公司,如2008年以2.78亿美元收购了微处理器设计公司p.a.semi,然后推出了自己的处理器。2010年4月11.21亿美元收购移动芯片制造商intrinsity公司。此时苹果的GPU一直是使用|magination Techno|ogies的powerVR系列,随着时间的推移,苹果从|magination 挖了很多人,抛弃了powerVR出自己的GPU高级芯片。这两家都是专业研发芯片的公司,他们的创始人都是芯片设计界的顶级人物,都有很强的开发经验,intrinsity公司还曾经帮助三星公司开发HUMMINBIRT移动处理器。强大的人才队伍,保证了苹果公司能够获得良好的产品质量,保持了坚实可靠稳定性。

02、它投入了很大的资金,舍得堆料下本钱

苹果通过收购几家小公司,不仅得到了人才,还获得芯片设计程序,使其可以魔改ARM公版架构,同时不受专利许可的限制约束。像高通,自己不做手机,只负责把骁龙芯片卖给手机厂商。那手机厂商分为一二三线等三六九等,这就必须考虑它们的价位承受能力,所以设计芯片时不能任意堆料。而苹果就不同,A12芯片为苹果iPhone专用,iPhone又是高端手机,其价格完全可以覆盖芯片设计堆料提升的成本。

堆料并不是一件容易的事情。首先要有强大的研发能力来设计处理器的微架构,其次还要承受高昂的成本,但是这些对苹果来说都不是问题,它就有财团所依赖的资金靠山。根据市场研究机构Counterpoint数据,苹果的利润占整个手机行业的60%。一部手机赚151美元,是小米的75倍。别人玩不起,而苹果玩得起。

03、它具备顶级的工艺,重视ios的加特

苹果在设计上很有自身的特点。相对于高通来说,苹果iPhone芯片能把空间利用得很好,DSP或者ISP两个位置空出来以后放入了更多的晶体管,放入了更大的缓存。这让iPhone能够拥有更强大的CPU运算能力。这两年,苹果也加入了自己研发的ISP,甚至还加入了仿生芯片。况且,苹果对芯片的制程非常重视,它的芯片几乎每一代都用上最先进的制程,甚至花大价钱跟台积电一起攻克7NM工艺的难关,它的芯片功耗控制更加好。

近两年来,苹果拥有ios系统,ios的优化把苹果的GPU性能提升了一个等量级了。苹果的系统是基于其自身ios系统开发,这个软件都是按照苹果公司规定的CDK进行开发,通过APP store审核上架。也就是说,决定权永远掌握在苹果公司。这就形成了一个很好的行业规范,也就是它的系统更加的稳定耐用,用起来也是相当的流畅。


我是小书哥


在如今的手机芯片设计行业,苹果的战略布局可以算是非常长久了,从2007年第一代iPhone上市起,苹果就意识到芯片自主研发的重要性,收购了好几家芯片公司,并通过高薪挖来各路芯片设计大师来为苹果设计专属芯片(毕竟苹果有钱啊),于是借助强大的研发团队,苹果自主芯片一路狂奔,从A4到如今的A11,性能往往都是领先于同行旗舰芯片的。

如果苹果只是买来ARM授权,用ARM的公版架构是无论如何也达不到如今的性能水平的,苹果A系列芯片的强大来源于高效的设计理念和先进的工艺,苹果不像高通等芯片厂商那样需要多核心来提升性能和销量,因为自产自用,而且成本空间更大,苹果的芯片非常注重单核性能,借助更大的缓存和更大面积的核心,苹果每一代芯片几乎能把单核性能发挥到极致,以更少的核心数量打赢核心数量多一倍的芯片。

这样做自然是有代价的,就是大缓存+大核心+高频率可能会带来更大的能耗和面积,除了设计师的架构优化以外,这就要求苹果每一代芯片必须采用当时最先进的生产工艺,A11就采用了最先进的10nm工艺,当然越先进的工艺价格越贵,不过对于苹果来说,这点钱不算事,因为这颗芯片所驱动的iPhone等设备就是苹果的印钞机。

所以苹果芯片设计的侧重点和高通、联发科等厂商是不同的,主要就在于单核效率和核心数量上的差别,其实也不能说谁更好,但是源于目前手机软件对多核CPU的优化程度而言,苹果芯片少核+高效的设计理念仍会在很长时间内占据优势。

苹果芯片强大的另外一个关键就在于“因地制宜”,苹果围绕封闭的IOS系统打造专属芯片拥有得天独厚的优势,IOS的多任务理念和安卓不同,所以没有必要堆太多的核心数量,而需要把尽可能多的计算资源投入到当前任务中,我们经常看到同一个应用,在iPhone上运行速度往往更快、更流畅,因为处理器设计需要非常多的精力投入在功能验证和性能优化上,如果设备和系统相对单一,那样就能保证芯片的优化方向更加明确,研发团队也能形成合力,这也是IPhone往往比同期的安卓旗舰手机使用寿命更长的原因所在(安卓手机的碎片化太严重了)。

不过苹果的芯片也并非全都是自主研发,比如基带还是依靠高通,今后可能会和英特尔合作,重要的GPU部分也已经开始完全自研,取消了和Imagination的合作,预计未来的苹果芯片自主化程度还会更高。

总之苹果芯片能做到这么强,就是由于其资金+人才+生态系统共同促成的,当然也离不开乔布斯当年长远的战略眼光,把芯片自主研发从一开始就摆到了极其重要的位置。



制造频道01


众所周知,现在的手机行业苹果的CPU可以说是称霸天下,就算是安卓的旗舰芯片骁龙845也不能达到苹果A12的程度,但很多人就是不明白,童谣都是美国的公司,为什么苹果的CPU这么强大,而高通却不能达到这种程度?两家公司还都是世界上顶尖的科技公司。

iPhone的cpu功能强大的原因如下:

1、一开始,Apple拥有专业的芯片设计团队。为了建立团队,Apple已经收购了P.A.Semi和Intrinsity。两家公司都是专业的芯片设计公司。他们的创始人是芯片设计行业的知名人物。他们都有实际的开发经验。Intrinsity公司曾经帮助三星开发了Hummingbird移动处理器

2、通过收购,Apple不仅获得了人才,还获得了芯片设计程序,这使得改变ARM公共版架构成为可能,而不受专利许可的约束。

但这两个点并不是iPhone可以力压高通骁龙cpu的根本原因。毕竟,以上两个优势,高通也是具备的。

最根本的原因是商业模式的差异导致iPhone的cpu可以力压骁龙。

高通公司不生产手机。它只向手机制造商销售骁龙芯片。手机制造商也分三六九等。高通必须考虑他们的价格承受能力,在设计手机的时候不能为了性能一昧的堆料。

另一方面,苹果公司的A12芯片专用于iPhone,而iPhone则是一款高端手机。价格可以完全覆盖芯片设计堆料提升成本。说到这一点,这里要说一下堆料对于提升CPU性能的重要性。我们以Apple的A12和高通骁龙845为例。

这两款芯片的CPU均由ARM定制授权。两家公司都具有强大的魔改转换能力,因此两款芯片之间的性能差距实际上是苹果和高通的魔改能力(如何进行堆料)。

相对于A11,A12芯片CPU的最大改进是数据缓存和指令缓存(均称为高速缓存)。A12芯片CPU核心的L1缓存(指令缓存)为128 KB,L2缓存为8 MB,小核心的L1缓存为32 KB,L2缓存为2MB。相比之下,高通骁龙845的L1缓存数量未知,但L2缓存数据官方公布为:大核L2缓存为1M,是A12的15.5%,小核缓存则是512KB,是A12小核的25%。在系统缓存方面,A12的CPU为8M,而骁龙845为3M,两者相差1倍之多。

在高速缓存内置在SOC芯片中,是CPU和主存储器之间的桥梁。容量越大,对提升CPU速度的效果越好。

堆料在缓存中是提高CPU性能最重要的方法之一,有时比提高CPU时钟速度更有效。但是缓存非常昂贵,并且增加缓存的设计会增加芯片的成本。iPhone作为一款高端手机,可以轻松承担此费用。虽然骁龙845是安卓的旗舰芯片,但大多数Android旗舰手机(如国产手机)的价格还不到iPhone的一半。要是骁龙845像苹果A12芯片一样堆料,最后价格可能太高,以至于手机制造商无法接受。因此,高通需要在性能和价格之间找到平衡点。

高通不能达到苹果的程度就在于价格上的问题,苹果的芯片是应用于自身,iPhone的定价本身就很高,苹果可以负担得起这种堆料支出,高通如果一昧的堆料,最后的价格可能令手机制造商无法承受。


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苹果处理器性能强当然少不了一个强大的设计研发团队,早在乔布斯时代,苹果就组建了一支专门的芯片研发团队,尽管前三部iphone手机还都是使用其它厂商的芯片,但是到了iphone4时代终于用上了苹果自行研发的A4处理器。自行研发的好处是显而易见的,能够根据自身手机和IOS系统的特点来优化性能,把性能和效率最大化。苹果A系列处理器每一代都能获得业界最强的性能,除了与设计团队强大有关以外,其设计思路也非常独特,比如专注于单核心性能,缓存容量加大,核心与基带分离等等,所以在这样设计思路下的A系列处理器单核性能特别强,不是那些动辄8核、10核的安卓处理器可以比的,在大部分软件无法充分利用多核心的时候,苹果的处理器就显得异常强大。大家都知道,苹果的软硬件系统是高度封闭的,这样做虽说会使用户失去一定自由,但是却可以高度优化,也就是说即使苹果处理器和高通、华为一样强,最终还会因为系统和优化的原因达不到苹果处理器的性能,这就是封闭生态环境的优势所在。同期而言,安卓手机处理器性能落后于苹果处理器,甚至弱于苹果前一代处理器。华为海思尽管有了长足进步,但与苹果深厚的积累还有差距。高通公司由于不生产手机,它只向手机制造商销售骁龙芯片。手机制造商也分三六九等。高通必须考虑他们的价格承受能力,在设计手机的时候不能为了性能一昧的堆料。


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我们都知道,每年苹果的a系芯片发布后,都比同时代的其他手机芯片,比如高通骁龙、华为麒麟性能上都要强不少,可以说一直处于领先地位。

为什么iphone的芯片一直领先?

1、强大的研发力量

早在苹果第一款自主研发的芯片a4推出之前,就已经开始着手组建一支世界级的芯片研发团队,这里面聚集了大量在世界范围内都是最顶尖的科技研发人才,保证了苹果的a系列处理器芯片相比于同期的ARM架构芯片性能处于领先。

而得益于苹果常年赚取了手机行业最多利润的支撑,苹果才有魄力长期规模化的坚持芯片开发,并大量投入到最核心的技术专利当中去。在发展过程中,苹果收购了业界著名的芯片研发公司和半导体设计公司等,并在a11芯片之后更是用上了自己研发的gpu,可以说自此取得了决定性的领先。

2、深度定制的ios系统

得益于苹果极其强大的软件开发团队,苹果的处理器芯片可以说和ios系统匹配性极高,ios系统独有的运行机制,使得a系芯片在系统应用的日常使用上效率很高,相比之下,安卓系统都会被不同的手机厂商修改,软件开发也不一定是按同样的规范开发。而安卓系统后台运行机制也比不上苹果的墓碑伪后台机制,这也是影响流畅度的原因之一。而处理器芯片通过系统表现出来的性能差别也是因此。


小朝看科技


第一,他的科研力量和他的团队非常强劲第二,它的芯片只给自家产品使用,所以调教的非常好,这就属于1对1的范畴,而高通芯片要适应多家厂商呢,所以是一对多,这样多而不精,所以导致芯片在性能上理论是和他一样,但是实际体验上又是一回事。




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