为什么iPhone的A系列芯片的CPU内核性能一直领先安卓手机?这个问题的答案和商业模式有很大关系,换句话说,如果高通(华为也是类似道理,下面不单独提起)站在苹果的位置,信不信高通出品的芯片,在CPU内核性能上,比苹果的A芯片还猛?
苹果的商业模式是,A系列芯片自己设计自己消化,不对外销售,也就是说,不通过直接卖芯片赚取利润,而是通过设计性能强大的芯片为iPhone/iPad打造卖点,让iPhone/iPad赚取利润。
这种情况下,苹果必须给A系列芯片堆料,堆出强大的性能后,iPhone/iPad才有卖点。简单说,软件生态是iPhone/iPad的“肉”,A系列芯片是iPhone/iPad的“骨头”,“骨头”硬了,才能附着强大的肌肉,iPhone/iPad才有市场竞争力。
所以,苹果可以给A系列大肆堆料,包括舍弃ARM公版内核,自己设计兼容ARM指令集的内核,加大缓存容量(高速缓存可以减少CPU读取数据的延迟,但缺点是贵,还不是一般的贵,有时在架构相同的情况下,CPU的档次高不高,就看缓存大不大了)。
设计芯片就像喂猪,肯堆料好比舍得用好饲料,饲料好,猪当然长得快了。高通的商业模式和苹果完全不同,“卖基带送芯片”说的很形象:基带才是高通的压舱石,而高通能收取到多少专利授权费,基本上和能卖出多少基带挂钩。
至于CPU、GPU、ISP等内核,不过是为了增强基带的市场吸引力而存在。这个可以从高通的财报找到有力的证据。2018财年,高通芯片部门(QCT)的收入超过170亿美元,但净利润只有30亿美元,而高通专利授权部门(QTL)的收入为51亿美元,是芯片业务收入的30%,净利润为35亿美元,比芯片业务足足多了5亿美元。
所以,就可以理解苹果不用高通的基带后,高通为何要和苹果拼命了:断人财路无异于谋害其父母,人家当然要急了!
既然芯片是高通卖基带给手机厂商“送”的,当然不能像苹果那样堆料了,否则搞的太贵就亏大了:CPU内核买ARM的公版修改修改(又叫“魔改”),确实比直接用公版内核强,但和直接设计内核的苹果还是没法比啊!
CPU、GPU等内核是苹果的基本盘,因为苹果是一家互联网公司;高通则是一家通信公司,基本盘是通信,反映到产品是基带,每年占收入的20%的研发投入,基本都投到通信研发领域了。
说到底,由于商业模式不同,导致了苹果的芯片设计重心向CPU、GPU和NPU等内核倾斜,使得其芯片性能在手机行业成为最强的存在。
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,其中性能最好的是苹果、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!
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。
iphone其实从10年前的iphone4开始就在芯片上遥遥领先了,这里主要是乔布斯时代就很早的组建了芯片研发团队,A4芯片便是第一个成果,由于苹果重金引进了许多芯片设计人才,所以在手机芯片领域能遥遥领先,起步早,水平高的因素非常显著,包括英特尔和AMD的许多技术大拿都在苹果工作过。
此外,在芯片设计理念上苹果与其他厂商也有所不同,A系列芯片注重于单核性能提升,不管是晶体管数量还是缓存,A系列芯片的单核规格都远远高于其它同期芯片,在大部分APP应用对多核缺乏优化的今天,苹果的芯片实际性能表现就明显高出一截。
芯片的性能高低也离不开系统的配合,由于苹果一直用自家的IOS系统,所以在封闭式的软硬件环境里可以针对性的进行优化和打磨,从而发挥出更强的性能,而安卓手机的硬件配置和系统环境五花八门,这样即使芯片本身够强,也难以发挥出全部性能。
众所周知,目前苹果的A系列处理器可以说称霸手机处理器,即使旧款的A系列处理器也可能要比安卓最新款的性能还要好一些,目前最好的安卓处理器麒麟990与骁龙865也比不上2018年发布的A12处理器。
通过收购不断壮大自己在A系列的处理的起步阶段,苹果就成立专门的芯片设计团队,为了快速壮大自己芯片设计团队,苹果收购了P.A.Semi和Intrinsity。这两家公司也是芯片设计公司,同时也是业界非常著名的芯片设计公司,这两家公司的加入,使得苹果A系列处理器得到了一个快速的发展。在收购其他公司的同时,也增加了自己在芯片设计行业的影响力,吸引很多的人才加入到本公司。
苹果公司设计的芯片数量少、资金充足
与华为、高通不同的是,苹果每年只需要设计一款手机处理器,而华为海思与高通每年需要设计很多款手机处理器,所以华为与高通的工作量要比苹果大很多。
苹果只做高端处理器,而华为与高通低端、中端、高端处理器进行设计。在大部分的行业,只有高端领域利润比较大,所以相对于华为与高通,苹果利润更大,所以苹果更有实力去研发新的处理器。
苹果手机价钱较贵
苹果所有的手机都是高端手机,价钱卖的比较贵,苹果在设计芯片时,可以不惜一切代价的进行堆料,堆料会造成成本的上升,售价也就跟着上去了,但是对于高价的苹果手机,还是有不少人可以接受的。
高通与华为就不一样了,在设计芯片时不能一味的堆料,如果堆料太多,手机整体的成本就上去了,很多消费者就承受不了这个价格了。
IOS系统的加持
手机的流畅性不仅与处理器有关,有系统还存在很大的关系。苹果的A系列处理器都是用在苹果手机上,IOS系统本来就比安卓系统更加流畅一些,虽然近几年安卓系统的流畅性提高了很多,但是与IOS还是有一定的差距。如果将A系列处理器放在安卓手机上,性能也会大大减弱。
为什么iphone的CPU芯片一直领先呢?
题主问题的核心是为什么iPhone的CPU芯一直是领先的呢?这个问题其实对于我们而言来说,我们可以从两个方面确解析,第一个就是行业模式,第二个是本身架构自研发和核心设计的优势。我们下面来具体来说说:
1.从商业模式来说。 其实很多人会忽略一点,说起来苹果A系列芯片为什么这么强就会从从硬件来说明,但是堆积硬件确实高通和麒麟也都会,但是他们为什么没有苹果强,那就是定位的问题,苹果手机A系列处理器是自研发,但是只有给自家的手机使用,本身苹果手机定价确实很高,所以也有充足的资金来在处理器方面堆积配置,而高通和麒麟为什么不行呢!简单一点来说高通的芯片是对外的,所以要考虑到每个厂商的定位,就像小米每次定价都是在3000元以下,而三星在6000元的位置,如果芯片价格高的话,三星可以接受,但是对于国内走性价比路线的机型确实接受不了,也只能说做一个折中的处理。而麒麟同样牵扯到这个方面,以为他旗下也有走性价比路线的荣耀系列。
2.从设计和硬件层面来说。 从设计层面来说的话,从设计层面来说的话,虽然都是基于ARM设计,但是授权方式不同,所以苹果和高通都算是自研发,而苹果确实有钱,不仅仅收购了更多做芯片的知名厂家,而且从缓存方面来说要相比高通和麒麟的芯片更加舍得用料,以及根据苹果芯片业务负责人Johny Srouji的说法,对于每一代芯片,苹果一般从3年前就开始着手架构设计,就像去年A13芯片早在2016年间就进行开发工作。Johny Srouji本人在2008年就加盟苹果,负责位于美国加州和以及以色列的芯片制造和测试团队(有好几百号人)。
总结:
当然这里还要说到适配,ios系统的运行速度和处理器调教配合相对来说是安卓手机相比不了的,毕竟高通确实只有管理生产,而调教其实还是要看各个厂商,本身安卓端各个厂家的UI不同,所以也会有不同的效果,这确实也是一个方面,而苹果芯片只有自身搭载使用,再加上ios系统是独家,所以这也是苹果芯片强势的原因。
回答完毕
苹果是一家特别注重主导权和用户体验的公司,因此主要部件就会自研以掌握核心知识产权和主导地位。而苹果A系列的CPU之所以能一直领先,不外乎以下几点:
第一,苹果这么多年的积累。在乔布斯开始做手机之前就明白做主控芯片的重要性,因此通过自己组建及收购,苹果很早就有了一支顶尖的芯片设计团队
第二,由于苹果是三星和台积电最大的客户。所以这两家制造商会格外配合苹果并一直给苹果最先进的工艺支持
第三,苹果的芯片是自己专用。IOS系统也是自研,因此软硬件的配合无人能比,可以发挥芯片的最大效能
第四,苹果不差钱,舍得浪费,一直追求极致。所以在芯片性能上毫不妥协,一次流片不行两次,两次不行三次,达到指标为止。这种高标准和不妥协的精神造就了极致的高性能。换别家,没等芯片搞出来,就弄破产了。
因此,上面几点主要原因让苹果的主芯片始终屹立于性能潮头。不过,华为的研发效率更高,相信最多三五年后,华为在这方面会超越苹果的。
题主说的确实是事实,iPhone的A13芯片很强,但iPhone的芯片也并非处处都领先,在5G领域,iPhone的芯片也落后了,题主这里说的应该是性能的领先吧?个人认为主要A13芯片性能的领先主要有以下几方面的原因:
工艺先进之所以每次芯片都这么强,是因为iPhone总能用上最先进的生产工艺,台积电的大单子少不了苹果,这几年每次先进的工艺总要优先安排苹果的芯片生产,A13芯片是最早用上7nm工艺的,这也保证了苹果的芯片可以不用考虑能效问题,用力的堆料;
研发时间长苹果的芯片,都会花长时间进行研发,可以说苹果的每款芯片理想都比较早,这样以来,苹果有着足够的时间去进行调整,将芯片最的潜能最大的激发出来,从而大幅提高能效比,做出更优化的设计方案来。
研发资金雄厚 苹果很有钱,这也是上面两项的保证,我有足够的资金让芯片制造厂优先生产我们的芯片,也有足够的资金来支撑研发团队任何的挥霍,做芯片是很烧钱的,一个不满意否掉的芯片方案,可能就是数亿美金没了,需要庞大的资金支持。
此外,苹果还每年花大价钱收购其他芯片厂商,只有你有技术,对我的芯片有用,大价钱也要把你这个芯片公司买过来,可以说,苹果芯片是靠着一路买买买而成长起来的。
研发单一苹果的研发部门其实很轻松,苹果每年只发布一款旗舰机型,没有中低端产品,因此他们每年只需要研发一款芯片即可,去年A12,今年A13,明年A14,这样就很大程度上减轻了研发部门的压力,只需要用心做好一款芯片即可。
而高通、麒麟两个芯片厂商就不一样了,他们要兼顾高端、中端、低端等不同价位的手机,生产不同的芯片,这无形中给了研发部门很大的压力,可能一款有缺陷的芯片出来后,研发部门压根不舍地毙掉这个方案,一是精力有限,二是资金有限,这就造成了研发成果的差距。
总之,苹果能够有这样的成绩,无非是四点:任务轻、工艺好、研发时间长、资金雄厚,也造就了苹果如今的局面,但说到底还是有钱。
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。
是的,在芯片方面苹果是真的领先太多了。
现在苹果A15大核已经超过3.2G了,而省电模式下,双大核降到1.5,小核满血。即使锁到这种情况,A15依然可以跑30分钟原神中画质,全程60帧,功耗3.1瓦。
而安卓方面最强的骁龙888使出吃奶的劲也不能稳60,功耗高达5.8瓦。
之所以有那么大的差距,就是因为苹果在架构上的设计真的无敌。 关于这点,只能说苹果真的太有钱了,架构团队请的全是精英!