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外媒揭秘苹果A13芯片比三星华为高通芯片好在哪

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-09-22 来源:网易科技报道 作者:责任编辑NO。谢兰花0258

(原标题:An in-depth look at Apple's six-core A13 Bionic processor, found in the new iPhones, which promises 30% more efficiency than last year's A12 chip)

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在本年的iPhone发布会进行了大约72分钟后,苹果担任营销的高档副总裁菲尔·席勒(Phil Schiller)约请苹果担任芯片的副总裁斯里·萨萨纳姆(Sri Santhanam)上台,议论在所有三款新手机中运用的全新A13仿生芯片,后者宣布了四分钟的讲演。从许多方面看,这才是整个苹果发布会上最重要的时刻,仅仅在全新iPhone及其许多功用改善的映衬下,简直没有人注意到这一点。

当萨萨纳姆讲演结束时,咱们所能记住的便是那些数字了。苹果最新芯片包含85亿个晶体管,有六个CPU内核:包含两个运转频率为2.66 GHz的高功用内核(称为Lightning)和四个功率内核(称为Thunder)。A13仿生芯片有四核图形处理器、LTE调制解调器、苹果规划的图画处理器以及用于机器智能功用的八核神经引擎,每秒可进行超越5万亿次运算。

这款新芯片更智能化、更快、更强壮,但功耗却比前一代芯片更低。与上一年的A12芯片比较,这款芯片的功率提高了约30%,这也是促进新款iPhone每天电池续航时刻添加5个小时的重要因素之一。

iPhone 11系列发布,仅仅重申了苹果相关于竞赛对手的真实优势,即具有独家的软件、体系硬件和芯片规划。你能够在iPhone的许多功用中看到这些优点,包含增强实际功用和核算拍照形式,如深度交融(Deep Fusion)与夜间形式等。

席勒在议论A13仿生芯片及其功用时说:“本年功用提高优点的最大比方之一是文本转语音功用。咱们现已增强了iOS 13中的文本转语音才能,供给了更强壮的自然言语处理才能,而这一切都是经过机器学习和神经引擎完结的。”

时钟周期

自2007年推出第一代iPhone以来,苹果现已走过了很长的路。该公司第一部智能手机速度很慢,乃至不能履行最基本的使命,如仿制和张贴文本。初代iPhone的电池续航才能很糟糕,拍照作用也欠安。开端的iPhone简直不存在多使命处理功用,它的芯片主频仅有412 MHz。这款手机能够说是凑集的产品,包含运用了三星DVD播放器中的芯片组件。很难幻想,这样的设备竟然会推翻整个手机、核算和通讯范畴。

苹果很快意识到,假如它想坚持抢先于竞赛对手的优势,特别是那些安卓生态体系中的竞赛对手,它就需求构建整个体系,无论是硬件仍是软件。苹果规划和制作自家芯片的决定是在2008年的某个时分做出的。其时,该公司只要40名工程师在集成来自各种供货商的芯片。

然后,在2008年4月,苹果以2.87亿美元收买了名为P.A.Semi的芯片草创公司。这使得其芯片工程师的总数添加到大约150人,并带来了手机方面最重要的专业知识——能效。这个团队的劳动成果初次经过iPad 4和iPhone 4向国际展现,这些设备都由名为A4的处理器驱动。A4是ARM控股公司芯片规划的改良版,其首要重视点是凸显视网膜显示屏。

多年来,苹果芯片现已支撑起许多令人惊叹的新功用,比方智能帮手Siri、视频通话、根据指纹和图画的辨认以及摄像头的许多功用,所有这些都是苹果在芯片研制取得开展的成果。在2017年iPhone X发布时,曾有博文称:“Face ID是苹果不那么隐秘的‘隐秘武器’的完美例子,这种隐秘武器是半导体、物理硬件、软件和为愉悦而规划的理念的完美交融。他们有将杂乱技能转变为奇特时刻的才能,这也是史蒂夫·乔布斯(Steve Jobs)为他一起创建的公司留下的真实遗产。”

剧烈竞赛

强尼·斯洛基(Johny Srouji)担任苹果巨大的芯片事务以及其他硬件技能。许多人以为,公司年度研制预算的很大一部分,专门拨交给了斯洛基的团队。几年前,斯洛基在承受采访时表明:“乔布斯得出的结论是,苹果要想真实锋芒毕露,供给真实共同、真实巨大的产品,仅有的办法便是具有自己的芯片。”听说,苹果稀有百人专门从事芯片研制,但向苹果高管们诘问细节时,他们都会挑选逃避。

苹果的芯片优势在业界从未被忽视过。商用芯片的前进速度总是赶不上苹果,后者一直在致力于增强自己的芯片优势,每次发布手机和平板电脑都是如此。华为和三星很快意识到,移动技能的未来将需求定制芯片,这将使它们能够坚持抢先于安卓竞赛对手,并更好地与苹果竞赛。

图2:苹果芯片事务副总裁斯里·萨萨纳姆(Sri Santhanam)上星期在加州库比蒂诺的史蒂夫·乔布斯剧院讲台上谈到了A13仿生芯片

这些公司以及高通(Qualcomm)等芯片制作商,都在进行一场芯片军备竞赛,且在排行榜上的方位不断洗牌。上一代A12仿生芯片在发布时,让苹果较竞赛对手比较略占优势,然后本年,苹果运用iPhone 11发布会加强了其抢先优势。

林利·格文奈普(Linley Gwennap)是研讨咨询公司The Linley Group的创始人,也是闻名芯片杂志《微处理器报导》(Microprocessor Report)的发行人,被广泛以为是最重要的处理器专家之一。格文奈普一生中的大部分时刻都致力于处理器和芯片,但市场营销言语并不那么简单给他留下深刻印象。但他供认,苹果有个优势,而且在基准方面取得了成功,虽然优势还不太明显。

格文奈普在采访中谈到上一代A12仿生时指出,虽然苹果在单CPU竞赛中处于抢先地位,但其他与之相对的公司相同具有竞赛力。他说:“我不以为苹果有太大优势,估计三星、高通和华为都将加速追逐速度。”

那么,自从上一年苹果推出A12以来,他们有没有加大追逐力度?与苹果三大竞赛对手的最新芯片比较,新的六核A13仿生芯片到底是怎样堆叠的?让咱们看看相关数字:

三星最新处理器Exynos 9825有八个内核,散布在三个集群中:两个高功用定制Mongoose内核运转在2.73 GHz频率之下,别的两个Cortex A75内核在2.4 GHz下运转,四个功率聚集内核Cortex A55运转在1.9 GHz频率下。它装备Mali GPU和三星的神经处理单元,支撑LTE和内存功用。

华为的芯片名为麒麟990 5G,选用相似的三簇八核办法:两个运转频率在2.86 GHz的高功用内核Cortex A76,别的两个A76双核运转在2.35 GHz频率下,四个功率聚集内核Cortex A55在更慢的1.95 GHz下运转。完好的芯片是16核GPU以及有三个核的达芬奇神经引擎。华为的芯片包含103亿个晶体管。

高通新推出的骁龙855 Plus,十分像麒麟990和Exynos。它运用定制的Kryo 485金核,其间一个强壮群集的运转频率为2.96 GHz,别的三个Kyro 485金核在2.42 GHz频率下运转,四个重视功率的Kryo 485银核运转频率为1.78 GHz。它包含Adreno GPU和高通Hexagon 690 AI引擎。

这些芯片装备了速度更快的组件,而且数量更多,所以你或许会以为它们的功用比苹果芯片更好。但实际是,咱们简直从来没有运用过移动设备中芯片的悉数容量,一两个高功用内核足以满意咱们在手机上的大部分活动。与竞赛对手的八核处理器比较,苹果的六核规划或许看起来落后。但实际上,其芯片上的两个大处理器垂手可得地超越了竞赛对手的规划。

苹果处理器的能效更高,这使它们比竞赛对手具有明显的优势。例如,三星的Mongoose芯片需求慎重运用,避免导致装备它们的设备过热。即使是A13中新规划的定制功率内核也优于其竞赛对手。本年早些时分,格文奈普在《微处理器陈述》中指出:“虽然苹果的内核不是最大的,但它们在移动功用方面持续抢先。”在他写这篇文章的时分,他正在议论的是A12芯片,而A13的功用提高了至少20%。

因而,这儿得出的结论是,标准和基准没有考虑到苹果的真实优势,即与设备严密布成,以及该公司的开展战略,即在提高要害运用功用的一起,从电池中挤出更多运转时刻。

功用提高

那么,手机公司怎样以一种与客户产生共鸣的方法来阐明这些技能带来的优点呢?有关芯片方面的言辞无关紧要。重要的是具有最好的摄像头、最快的手机,还有最大的电池。咱们运用Instagram、Facebook或YouTube的时刻越长,咱们就越乐意在这些高端手机上花钱。苹果iPhone 11 Pro和iPhone 11 Pro Max的电池续航时刻别离延伸4个小时和5个小时,它们是怎样做到的?

这个问题的答案清楚地阐明晰苹果具有整个体系的固有优势。为了了解笔直整合是怎样在A13仿生芯片上体现出来的,席勒和阿南德·辛皮(Anand Shimpi)承受了采访,后者是个专心于半导体和体系的闻名记者,他创建了AnandTech网站。辛皮现在是苹果渠道架构团队的一员。

新的A13芯片功用远远超越了上一年的A12,其所有首要组件:六个CPU内核、图形处理器和神经引擎的功用都提高了20%。关于现已算是高功用的芯片来说,看到如此明显的提高,不由让人觉得有点儿像看着尤塞恩·博尔特(Usain Bolt)在短跑中打败自己。

辛皮说:“咱们常常揭露议论功用,但实际是,咱们将其视为功用功耗比。咱们将其视为动力功率,假如你构建出更高效的规划,那意味着你也刚好构建出了高功用规划。”

辛皮和席勒都要点着重这种对能效和功用的重视。例如,CPU团队将研讨怎样在iOS上运用运用程序,然后运用数据优化未来的CPU规划。这样,当下个版别的设备面世时,它将能更好地支撑大多数人在iPhone上做的作业。辛皮说:“关于不需求额定功用的运用程序,用户能够依照上一年的功用运转,而且只需以低得多的功耗运转即可。”

这种战略不只适用于CPU。相同的功用功耗比规矩也适用于机器学习功用和图形处理。例如,假如一个开发iPhone摄像头软件的开发人员看到GPU的运用率很高,那么他能够与GPU架构师协作,找出一种更好的作业方法。这将为未来的图形芯片带来更有用的规划。

协同效应

那么,当A13仿生芯片开端作业时,里边会发作什么呢?一般触及分配、派遣和移送。关于低能耗使命,比方翻开和阅览电子邮件,iPhone将运用更高效的内核。但关于能耗更密布的使命,如加载杂乱的网页,这将由高功用内核担任。关于某些例行的和机器学习现已担任的作业,神经引擎能够单独承当。而关于更新、更顶级的机器学习模型,CPU及其专门的机器学习加速器能够供给协助。

但是,苹果的隐秘在于,芯片的所有这些不同部分能够更节约能耗的方法协同作业。在典型的智能手机芯片中,芯片的某些部分被翻开以履行特定的使命。你能够把它幻想成翻开整个社区的电源,让他们吃晚饭,看《权利的游戏》,然后关掉电源,然后为另一个想玩电子游戏的社区翻开电源。

关于A13来说,在做上述相同作业的时分,它以精准操控单个家庭为根底,为此被糟蹋的电量更少。席勒说:“机器学习在整个过程中都在运转,无论是办理电池续航时刻仍是优化功用。10年前还没有机器学习运转。现在,它总是在运转,做许多不同的作业。”

归根到底,这项技能的开展取决于咱们想从手机中取得哪些东西,比方在手机上玩流通运转的游戏,或许在暗淡的夜色中拍照美丽而洁净的相片。当咱们敲击和滑动手机屏幕时,苹果的工程师们正在重视和从头考虑他们的规划,并致力于开发下一年更先进的芯片,这将诱使咱们不断晋级设备。(小小)

本文来历:网易科技报导 责任编辑:王凤枝_NT2541

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