A15拿下第一，却难掩苹果iPhone的心病这边的态度也比较平淡，但iPhone13的新配色和降价吸引了不少眼球。对于一家因其创新而受到许多人喜爱的公司而言，这不是一个好消息。这不禁让人疑惑，为什么苹果“最快的智能手机芯片”A15Bionic一反常态不再与“前辈”A14竞争？苹果A15性能真的超越高通旗舰骁龙888高达50%？iPhone功能创新的基石——A系列处理器未来还值得期待吗？苹果很少给出50%性能领先的数据。在iPhone13发布会上，苹果自信地表示，“事实上，业界还在努力追赶我们的芯片性能。别说去年的芯片，就连我们两年前的芯片。”但实际上，苹果的自信很大程度要归功于它的合作伙伴台积电，A15芯片采用台积电的5nm工艺，总共集成了150亿个晶体管，CPU采用6核设计（2个性能核心+4个效率核心），GPU有4核（iPhone13/iPhone13mini）和5核（iPhone13Pro/ProMax）两个版本，集成全新的ISP，视频编解码器，系统缓存翻倍。据苹果称，与竞争对手相比，CPU性能A15的性能比竞品高出50%，4核GPU的A15性能比竞品高30%，5核GPU的A15性能比竞品高50%，NPU性能达到15.8TOPS，比A14的11TOPS提升了43.6%。苹果没有具体说明A15使用的是哪个版本的5nm工艺，但考虑到台积电产品的演进，苹果可能会使用N5P节点。根据台积电的说法承诺，使用N5Ppr的处理器频率处理能力最高可提升5%，或功耗最高可降低10%，密度可提升1.8倍。得益于台积电的新工艺，A15拥有150亿个晶体管，比A14的118亿个增加了27%。这也是目前少有的关于A14和A15对比的明确信息。Apple的做法有些出人意料。以往，苹果在发布新一代产品时，会直接给出与上一代处理器相比的性能提升，少数情况下还会给出与竞争对手的对比。这一次，苹果不仅没有给出A15相比上一代的性能提升，也没有明确竞争对手进行对比。这应该是综合考虑后的折衷选择。“在电池和系统功耗没有大的突破之前，手机上很难有类似前几代iPhone的突破性创新。苹果在不能透露未发布新品布局的情况下，可以给资本市场最好的解释就是芯片，这可能是苹果这次只给出与竞争对手性能差距的原因之一。芯片行业资深人士J叔表示，“制程决定了CPU的性能上限。”两位业内专家告诉雷锋网，“如果制程上没有明显的提升，芯片性能的差异就会很大。”只能限制在一个数量级以内。”换句话说，苹果需要告诉外界它的领先和领先的芯片性能是重要的信息，但A15的CPU提升还不够可观，只公布了一次性能与竞争对手的差距可以兼顾两者。J叔分析道，“目前的手机芯片市场，华为麒麟很少出现在公开市场，联发科还在追赶性价比的状态，只有高通可以比“与苹果。这实际上是Android阵营和iOS之间的较量。一个主战场。”外媒anandtech也认为，苹果A15的竞争对手是高通，而且对比高通2020年旗舰产品骁龙888。从SPECint2017基准测试结果来看，A14的性能比骁龙888提升了41%。也就是说，如果A15将差距拉大到50%，意味着A15只需要比A14提升6%就可以升级了。iPhone13发布后，GeekBench数据库中出现了A15的基准测试数据，显示单-A15核心性能提升8%，多核性能提升约11%，相比CPU提升有限，GPU提升明显，测试软件Geekbench展示了GPU的跑分iPhone13发布后，比A14提升了55%。至此，我们更容易理解，虽然GPU性能有了很大的提升，但CPU性能几乎停滞不前，而且苹果没有理由在发布会上宣传A15相对于A14的改进。苹果A15的性能也比骁龙888高出50%，这是一个很好的口号。苹果A15比骁龙888好在哪里呢？“苹果用今年的产品来对比高通去年的产品，这种对比本身没有很高的参考价值。”J大叔指出。至于CPU和GPU高达50%的性能优势，工艺的重要性其实更高。三位芯片专家都表示：“对于同样的Arm架构CPU，苹果的理解要比高通好，其实CPU的性能和设计的关系不大，关键还是看工艺。”“A15的GPU性能拥有最高50%的优势，也不能体现出苹果在芯片设计上的优势，如果高通把GPU核心数堆起来，性能可以和苹果持平。真正的实力具有同等数量级的可比性。”J叔进一步指出，一位拥有十多年芯片IP和EDA经验的资深人士认为，“这也是苹果号称拥有50%性能优势，但市场几乎无动于衷的重要原因。”因此，单纯从芯片设计和性能的角度来看，苹果50%的性能优势并不可观，苹果真正胜出的原因在于iOS软硬件协同和Android+高通分离的区别，苹果真正的优势在于它的控制力在系统和生态上，高通在庞大的安卓阵营中很难匹敌，这次A15有两个不同的GPU核心数就是一个很好的例子，A??15的GPU有4核和5核两种版本同款产品设计GPU核心数不同的情况并不常见，但苹果可以因产品而异，今年iPhone13Pro/ProMax上的一个重要功能就是电影effect模式，可以自动或手动改变视频的焦点，通过虚实变化引导观众的视觉，就像电影拍摄中同一场景的焦点切换一样。只有苹果可以实现这样的功能。“使用电影效果模式意味着手机需要采集大量的视觉信息并进行各种高强度处理，还要实时同步渲染，对GPU的要求非常高。”J叔表示，“类似这种应用场景是A15需要堆叠5个GPU核心的重要原因。”不过4核GPU的iPhone13也支持这个功能，Pro系列手机拥有三摄，屏幕性能更高，支持ProMotion自适应刷新率，这不难理解。在情理之中。另外，在产品层面，Pro用户使用该功能的概率更高，因此也需要性能上的冗余。而且，这对苹果来说不构成设计挑战。“晶圆上的芯片可以分为几个等级根据良率，芯片厂商可以根据不同良率下的性能推出不同档次的产品。”J叔认为，“苹果可以按照5核来设计A15GPU。制造完成后，选择良品率只有4核的部分作为A15的4核版本，或者通过软件关闭5核正常的GPU。核心，成本保持不变。“除了GPU，AI性能也能体现出苹果在芯片设计上的优势。除了CPU和GPU，iPhone上的电影特效模式、图片上的文字识别，AI也很关键。单纯从性能数字来看，骁龙888的AI性能为32TOPS，最新的A15仅为15.8TOPS。骁龙888的AI性能是A15的近两倍。此前，一位AIISP专家告诉雷锋网，“没有人能用骁龙888达到32TOPS的AI性能，虽然骁龙888有这样的能力，但如果真的跑到最高AI性能，功耗就会成为一个大问题。“高通需要同时兼顾小米、OPPO、VIVO等手机厂商对AI算法的需求，更难在性能、成本、功耗之间做出权衡。”J大叔说，“苹果可以最大限度发挥AI的性能，高通要做冗余。”这背后的关键原因在于对生态的把控。这也是苹果和高通处理器性能一步步呈现明显差异的核心原因。造成今天局面的原因是摩尔定律的放缓。苹果处理器的未来在哪里？芯片IP和EDA资深人士表示：“半导体制程的提升已经逼近极限，手机处理器的性能已经过剩。当制程难以提升时，也意味着纯芯片时代已经到来。”硬件竞争已经过去，这时候一切性能都是成本，如何降低功耗成为关键。”这几乎是业界的共识。另一位芯片行业专家也表示，“受制于工艺升级放缓，A系列芯片的整体重点是提高能效。”要提高手机处理器的能效，系统公司在手机芯片方面具有优势设计公司无法超越。手机SoC是典型的异构系统，包括CPU、GPU、NPU等。“并不是高通对异构系统的理解不够深入，异构系统需要在芯片内部很好的集成，更重要的是整个硬件系统可以在编译层面实时动态优化，这涉及到任务分配机制，这也是异构计算的问题。高通需要做出妥协，而苹果只需要针对自己的系统进行优化。”J大叔指出.芯片IP和EDA方面的资深人士也表示，“有些软件功能可以抽象出来，在硬件上提高性能，有些硬件功能需要可编程性，可以??用软件实现，即软件加硬和硬件软化。系统公司可以做它，但这对高通来说非常困难。”需要指出的是，系统缓存的大小也是系统优化的关键，一位芯片IP和EDA资深人士表示：“目前性能过剩指的是计算性能过剩。增加缓存可以优化带宽。苹果已经在M1芯片上尝到了甜头。”J进一步表示，“在异构系统中，高性能CPU、GPU、AI核心的计算能力没有得到充分利用，不同核心之间的沟通协作，以及缓存的大小和架构以及不同的调度策略决定了处理器的性能。“NPU是手机处理器的另一个关键。”NPU实现系统差异化的成本相对较低，终端拥有更好的后AI性能，一些需要传到云端的任务可以在终端处理，满足更多视频、XR等应用的需求。”两位业内专家持相同观点，“当然是还是要平衡功耗，所以现在NPU都在追求能效Tops/W。”也就是说，未来手机处理器的能效应该更加重视。fu的提升功能创新将更多地依赖于系统层面的优化。这时候，苹果比高通有明显的优势。但应该明白，高通和苹果在本质上并不是竞争对手。“高通的盈利本质来自于其在通信领域的专利，而苹果的盈利主要是靠其强大的产品能力和品牌影响力。苹果再强大，我认为对高通的威胁也没有那么大，因为不影响高通的核心收入来源。”J大叔说。苹果会放弃高通吗？资深芯片IP和EDA专家认为是可以的，基带芯片要慢慢研发完善。但J叔认为，即使苹果在5G时代研发基带，也绕不开高通在通信领域的专利。因此，至少在5G时代，这对苹果意义不大。6G或卫星通信芯片的研发对苹果来说更有价值。本文转载自雷锋网。如需转载，请在雷锋网官网申请授权。
