有人说苹果手机的CPU非常强大,为什么会这样?苹果cpu又是谁设计的?

前面有的回答既不专业,还很笼统,所以我就来插一嘴了。iPhone的cpu之所以强大,原因主要如下:

  1. 起步时,苹果就有专业芯片设计团队。为搭建团队,苹果公司先后收购了P.A.Semi公司和Intrinsity公司,两家公司都是专业芯片设计公司,其创始人都是芯片设计界的大牛级人物,都有实际开发经验,Intrinsity公司曾帮助三星公司开发Hummingbird移动处理器。

  2. 通过收购,苹果不仅得到了人才,还获得芯片设计程序,使其可以魔改ARM公版架构,同时不受专利许可束缚手脚。

但这两条还不是iPhone的cpu吊打高通骁龙CPU的根本原因,毕竟上述两条,高通也具备。

最根本的原因是,商业模式的不同导致iPhone的cpu能吊打骁龙。

高通自己不做手机,只负责把骁龙芯片卖给手机厂商,而手机厂商分为一二三线等三六九等,必须考虑它们的价位承受能力,设计芯片时不能任性堆料。

苹果则相反,A12芯片为iPhone专用,iPhone又是高端手机,价格完全可以覆盖芯片设计堆料提升的成本。

A12芯片X光透视图中,缓存(Cache)占了相当大的面积,使其晶体管数量达到69亿,比高通骁龙845的55亿多出约25.5%。

讲到这里,需要说一说堆料对CPU性能提升的重要性。我们以苹果A12和高通骁龙845为例说明。

两款芯片的CPU都来自ARM公司定制或授权,两家公司都有较强的魔改能力,因此两款芯片的性能差距其实就是苹果和高通的魔改程度(如何堆料)。

A12芯片的CPU相对于A11,最大的改进在于数据缓存和指令缓存(两者简称高速缓存)。A12芯片的CPU大核的L1缓存(指令缓存)为128KB,L2缓存为8MB;小核的L1缓存为32KB,L2缓存为2MB。

相比之下,高通骁龙845的L1缓存数量不明,但官方公布了L2缓存数据,分别为:大核L2缓存是1MB,为A12的12.5%,小核L2缓存为512KB,为A12小核的25%。

系统缓存方面,A12芯片CPU的为8MB,骁龙845则为3MB,差距1倍有余。

具体数据比较见下面两图。

高速缓存内置于SOC芯片内,是CPU和主存(通常说的内存)之间的桥梁,容量越大,提高CPU的运算速度效果越明显。

在缓存上堆料,是提高CPU性能的重要方法之一,有时比提升CPU时钟速度带来的效果更明显。但缓存非常昂贵,增大缓存的设计会抬升芯片成本,iPhone作为高端手机,可以轻松覆盖这一成本。骁龙845虽为安卓旗舰芯片,但大多数安卓旗舰手机(比如国产手机)的售价不到iPhone一半,如骁龙845像苹果A12芯片那样堆缓存,价格可能会高到手机厂商无法承受,因此,高通需要在性能和价格之间寻找平衡。

总之,iPhone的CPU如此强大,根本原因在于苹果和高通的商业模式不同,可以任性堆料。

参考资料:《计算机科学导论》,作者贝赫鲁兹.佛罗赞

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有人说苹果手机的CPU非常强大,为什么会这样?苹果cpu又是谁设计的?

谢谢您的问题。苹果处理器确实有其过人之处,因为设计师就很了不起。

iPhone的转折与发展。iPhone4之前,苹果的iPhone产品主要用第三方的处理器,包括ARM、三星的,其性能放在今天不敢恭维,但是当时性能算是很出色的。从iphone4开始苹果的cpu就是自行设计,推出了自主研发的A4处理器,也是苹果首次使用A系列处理器。该处理器是三星代工的,包括后期A5,A5x,A6,A6x,都是三星代工生产。A4处理器去掉了三星S5PC110一些多与功能,并将缓存由512KB扩大为640KB,当时性能最强。在之后的A系列发展过程中,A7处理器标志着苹果处理器进入64位时代,高通、三星等对手望尘莫及,直到今天iphone11的A13处理器,苹果A处理器都堪称性能强悍的代表。iPhone处理器强悍的性能。手机处理器是一个技术活,更需要烧钱。第一,苹果公司不缺钱,研发上舍得投入。第二,苹果公司历史上收购了一些处理器制造商,集聚了很多半导体设计的人才与技术。第三,苹果公司在芯片领域比较聚焦,A系列芯片基本一年就出一款,潜心打造,应该能保证质量与前沿优势。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。geekbench跑分数据显示,麒麟980性能不如A11处理器。麒麟990的单核性能不如苹果的A13处理器,但是多核性能优于A13处理器。苹果公司有顶级的芯片设计师。据称,这个设计师叫Johny Srouji,进入苹果前在英特尔工作,有10多年的芯片行业工作经验。他早在2008年就进入苹果公司,牵头研制了A4处理器,从那时起每次迭代芯片都是他做,可以说是苹果A系列处理器之父。2015年Johny Srouji加入苹果高管团队,主要负责应用处理器、传感器芯片等研发。他有机会再回英特尔竞选 CEO,但是仍然留在苹果公司任职。一个出众的公司需要出众的管理者,iPhone多年热销的军功章上,有Johny Srouji浓墨重彩的一笔。欢迎关注,批评指正。

有人说苹果手机的CPU非常强大,为什么会这样?苹果cpu又是谁设计的?

第一个问题答案,iphone手机A系列芯片之所以强大,是因为苹果有顶尖的芯片设计团队,为了自研芯片,苹果收购了两家芯片公司,P.A.Semi和Intrinsity,更重要的apple不缺钱,尤其是研发芯片的经费;第二个问题回答,最初iphone手机芯片A系列是三星提供的,从A4以后就是自己设计的了。

这里我简单分析如下,请耐心看完。

一、没有自研芯片就没有apple的今天

1、只有设计的iphone没有灵魂

2007年1月9日,乔布斯推出了apple第一代手机iphone,2008年6月10日,推出第二代iPhone 3G手机时,很多人都不知道它们使用的都是三星 SL 8900处理器;而2009年6月9日,第三代iPhone 3GS发布时,它使用的是也是三星处理器,不过芯片为S5PC110蜂鸟处理器;

但是,三星处理器并不只供给apple一家公司,乔帮主这时就想到,要使iPhone手机独树一帜,apple必须有自己的芯片。

按照这个思路,apple从2008年开始,相继收购了不少诸如P.A. Semi芯片设计公司,它的CEO曾负责过Alpha服务器芯片和StrongARM手持机芯片的开发;

目录如下:

2008年,收购高性能低功耗处理器制造商PA Semi。

2010年,收购半导体逻辑设计公司Intrinsity。

2010年,收购瑞典面部识别创企Polar Rose。

2011年,收购闪存控制器设计公司Anobit。

2013年,收购半导体公司Passif Semiconductor。

2015年,收购属于芯片制造商Maxim Integrated Products的芯片制造工厂。

二、魔改无出路

在此基础上,当2010年6月7日发布iPhone 4时,apple已经具有了魔改处理器芯片的能力。

apple工程师拿3GS上那枚S5PC110蜂鸟处理器进行了魔改,保留了CPU和GPU的部分不变,提高频率,由以往的400MHz提升到了667MHZ;开始支持全新的OpenGL ES 2.0图像处理引擎。去掉了一些指令集部分多余的东西,把L2缓存扩大为640KB。

于是就做出了,我们今天知道的,在iPhone 4 上看到的所谓的A4处理器。

但是说实话,A4处理器魔改是失败了,它连三星原片S5PC110蜂鸟处理器都不如。

这也让乔布斯发现了这种修修补补的魔改这条路根本行不通的,必须自研全部核心部分才行,于是这样划时代的A5处理器诞生了。

三、apple自研芯片诞生

严格意义上说,A5处理器才是apple完全自研的处理器芯片。

2011年10月4日,iPhone 4s手机发布。这款手机除了采用很新颖的语音助手Siri外,也包括了apple的最新自研的处理器A5。

A5处理器采用当时最先进的32nm的工艺制程,委托三星代工它是iPhone上第一枚采用双核处理器,加上Cortex-A9双核心架构,GPU改成了PowerVR SGX 543 MP2,图形性能较上一代提升了7倍之多,不仅性能非凡,而且功耗很低。

第三代ipad使用的A5X处理器,它的图形和运算速度是A5的双倍,是直接竞争对手英伟达的Tegra3处理器的四倍多。

从此开始了apple一发不可收拾的处理器芯片开挂的路程,这让全世界第一次认同了苹果自研处理器的实力。

A7是世界上第一款64位移动处理器,苹果自研的ARM V8双核心架构,GPU部分全新的Power VR G6430,理论性能超过了XBO X360和PS 3。

A8则是apple的第二代64位移动处理器,也是第一片使用台积电20NM工艺的处理器,新工艺使得芯片相比上一代集成度提高90%,CPU性能提高了25%,图形处理能力提高了50%,功耗还降低了接近30%。

A8X,是苹果首次使用八核GPU,CPU部分多线程能力也相对于A8提升了55%。

四、完全自研处理器芯片

2017年9月13日,iPhone8、iPhone 8 Plus、iPhone X发布,A11芯片改变了世界。

A11是apple里程碑性质的A系列处理器,apple的自研CPU,自研GPU,自研ISP,自研解码器,AI神经网络引擎等等均在这块芯片中集成了,AI时代就此开启。

A11采用6核心设计 ,由2个 Monsoon高性能核心,4个Mistral 低功耗核心组成。台积电10nm的工艺制程代工。

在跑分排行中,Android的旗舰处理器单核连A11的一半都,而跑不到,就算多核大概也只在A11的60%左右。

A11强到令人发指!

事实上,apple的自研处理器芯片之路已经完备,通过7年的大量投入,apple完成了这项艰巨的任务。

自此以后,安卓手机再也不和apple比处理器了,因为那是主动找虐!

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