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    据说我们的世界被三个苹果改变了,第一颗苹果诱惑了亚当、夏娃,第二颗苹果砸在了牛顿头上,第三颗苹果被乔帮主咬了一口,成就了现在的苹果帝国。如此夸张的说法显然经不住科学精神的推敲,不过你也不得不承认苹果是一家非常非常成功的商业公司——就跟格力广告一样,苹果是掌握了核心科技的,iPhone、iPad、Apple Watch以及Apple TV等产品都用上了自家的A系处理器。


    这张图每年都要被PS一次,这次轮到A9了

    虽然捧苹果iPhone手机已经没什么新意,但苹果一家能对抗整个安卓阵营的背后也是有强大支撑的,他们被公认为是唯一一家能掌控整个生态链的公司,因为苹果一只手控制了iOS软件系统,另一只手控制着A系处理器,一软一硬都是这个生态链的核心所在。

    说到处理器,苹果每年的发布会上都会随iPhone、iPad等产品升级带来全新的处理器,明天凌晨的发布会iPhone 6s以及6s Plus不出意外就会用上最新的A9处理器,基于最新的FinFET工艺生产,将会继续提升CPU、GPU性能,传闻中新款Apple TV甚至会具备主机级的性能,非常令人期待。

    苹果的A9处理器到底应该怎样?官方没公布之前大家都只能猜测,不过我们可以从苹果近年来推出的历代处理器中管中窥豹,看看苹果的处理器是如何进步的,在安卓阵营处理器核心数不断向4核、8核甚至10核疯狂升级的过程中,苹果又是如何“淡定”地继续双核路线的。


    苹果移动设备产品线所用的历代处理器主要规格(数据来源于维基百科,点击放大)

    苹果多年前还是ARM的原始股东了,现在则是ARM的合作伙伴,而且是架构授权合作,苹果可以自己设计兼容ARM ISA指令集的处理器架构。

    不过说到处理器历史,苹果推出的前三代iPhone手机时使用的处理器并不是他们自己开发的,而是三星操刀的,真正属于苹果、并且有了Ax这个命名的是从iPhone 4开始的A4处理器,发布于2010年,还被苹果用在了iPad上。

    其实说起来,苹果推出自家的处理器的过程也不是一蹴而就的,在此之前苹果也做了很多准备,除了积极获得ARM公司的股权,苹果当初也收购了不少ARM处理器设计公司,包括PA Semi、Intrinsity等等,也挖过不少技术大牛,Jim Keller早年间是AMD公司K7、K8架构的设计师,在PA Semi时因为收购而进入苹果,参与过苹果A4、A5等多款处理器的研发,2012年又回到了AMD公司,现在负责AMD公司重中之重的Zen架构处理器开发。

    既然A4是苹果A系列处理器的真正起点,那么我们就从A4开始看下苹果这几年来都出过哪些A系处理器。

    苹果A4:A系处理器的奠基人


    苹果A4处理器

    iPhone 4被认为是iPhone系列手机的经典之一,它所用的A4处理器其实也很经典,苹果首次在这款处理器上用了Ax的命名。它使用的是单核Cortex-A8架构,但并非ARM标准版,据说是经过了Intrinsity和三星修改,L2缓存从iPhone 3GS处理器上的256KB增加到了512KB,使用三星45nm工艺制造,核心面积53mm2.

    除了L2缓存之外,A4相对前代其实只是小改款,CPU最高频率提升到了1GHz,GPU频率提升到了250MHz,内存规格则没有变化。即便如此,A4的性能还是比前代有明显领先的,除了iPhone 4,苹果也开始在iPad平板中使用这款处理器。

    苹果A5:单核变双核,制程工艺交替


    苹果A5处理器

    iPhone 4之后苹果推出的手机是iPhone 4s而非iPhone 5,所用的处理器升级到了A5,最大的变化是苹果开始支持双核,使用的是自己修改的Cortex-A9核心,因为双核的缘故,L2缓存也加倍到了1MB,并开始支持LPDDR2内存,而且总容量也从之前的256MB提升到了512MB,整合的GPU也是新一代的PowerVR SGX543MP2双核。

    整个A5处理器实际上出了三款不同的型号,首款用的还是45nm工艺,所以核心面积达到了122mm2,期间苹果在iPad 2某款型号上低调升级了32nm HKMG工艺,核心面积降低到了69.6mm2,Apple TV上用的是单核版A5,核心面积只有37.8mm2了。

    苹果A5X:iPad开辟独立处理器产品线


    苹果A5X处理器

    整个A5时代说起来其实是有4款处理器的,因为2012年苹果发布的iPad 3不仅用上了New iPad这样奇葩的名字,而且一举把分辨率提升到了2048x1536,足足是原来的四倍,分辨率的提升对GPU性能要求更高了,所以苹果开始为iPad平板开辟了独立的处理器产品线,iPad 3用的就是A5X处理器。

    与A5相比,A5X依然是双核A9架构的CPU核心,但GPU核心从PowerVR SGX543MP2翻倍到PowerVR SGX543MP4,同时内存从双通道提升到四通道,带宽加倍,不过因为45nm工艺的问题,A5X的核心面积也达到了165mm2,这是苹果历年来核心面积最大的A系处理器了,现在也没有超越的。

    苹果A6:自己开发CPU架构,频率(哔~)


    苹果A6处理器

    转眼间这又到了iPhone 5了,手机方面是首次升级了4寸屏幕和1136x640分辨率,分辨率的提高对系统性能的要求也更大了,所以A6在性能上有大幅加强,首先是苹果从A6开始使用自己开发的Swift CPU架构,不像之前那样基于ARM的Cortex-A9架构修改,它既不是A9也不是A15。

    此外,A6处理器的频率相比之前有了明显提升,达到了1.3GHz,整合的GPU核心为PowerVR SGX543MP3,运行频率也提升到了266MHz,使用三星的32nm HKMG工艺制造。

    苹果A6X:GPU继续堆料


    苹果A6X处理器

    同代的iPad 4平板这次继续使用了增强版的A6X处理器,CPU还是双核Swift架构,不过频率略微提升到1.4GHz,GPU继续暴力堆上了PowerVR SGX554MP4,内存还是四通道LPDDR2-1066,核心面积也达到了123mm2。

    苹果A7:首款64位移动芯片,iPhone、iPad再次统一


    苹果A7处理器

    随着苹果对自主CPU架构的得心应手,iPhone 5s上所用的A7处理器升级到了双核Cyclone架构,但它这次使用的是ARMv8指令集,这是智能手机上首次应用64位指令集,与之配套的iOS 7系统也是64位的,苹果2013年引领的64位潮流让安卓阵营追了一年才赶上。

    此外,苹果这次在iPhone及iPad产品线都使用了A7处理器,并没有推A7X处理器,因为苹果表示A7处理器的性能太好了,足够应付iPad平板需要。苹果的底气来源还有A7的秘密武器——苹果这次没有推出四通道的增强版处理器也有A7加入4MB L3缓存的因素,这在移动处理器中还是独一份。

    64位ARM架构以及PowerVR G6430四核GPU还有4MB的L3缓存也让A7的核心面积也达到了102mm2,这是iPhone手机处理器中核心面积最大的一款。

    苹果A8:恐怖的20亿晶体管,但核心更小了

    去年推出的iPhone 6、iPhone 6 Plus迎合了市场对大屏的需要,与之相配的处理器是20nm工艺的A8,它使用的是改进版双核Cyclone架构,频率1.4GHz,GPU则是PowerVR GX6450四核,频率450MHz,内存还是前代的64bit位宽LPDDR3-1600,不过A8处理器的晶体管数量达到了20亿个,是A7的两倍,而核心面积从A7的102mm降低到了89mm2,这还要归功于TSMC的20nm工艺。

    苹果A8X:首尝三核CPU


    苹果A8X处理器开始尝试3核CPU架构

    苹果的A7处理器可以同时用在iPhone及iPad上,不过到了A8时代,苹果在iPad Air上又用回了增强版的A8X处理器,而且改动还不小,因为A8X是苹果首次尝试3核心,GPU也从之前的4核G6450变成了8核的G6850,依然是暴力堆料的感觉,当然带来的效果也是简单粗暴的,iPad Air 2平板的性能继续傲视群雄。

    苹果的A系处理器“任性”没得学,A9还有大升级吗?

    与安卓阵营的处理器厂商相比,苹果的A系处理器看起来进步很慢,别人家的手机都开始上8核甚至10核处理器了,苹果的iPhone依然是双核处理器。但在这背后,苹果的A系处理器实则有着自己的升级步骤,看起来进步不大,但很多优势是高通、联发科等厂商追不上的,或者无法跟进的。

    苹果在CPU核心数上确实不堆料,不过苹果的A系处理器单核性能一直是标杆性的,而且还要考虑到苹果往往是在频率只有1.3-1.4GHz下达到这个水平的,骁龙、联发科的处理器核心频率往往都都在2GHz甚至2.5GHz。

    可以说,除了在多核性能上苹果A系处理器跑不过高通、联发科等厂商之外,A系处理器在架构设计、GPU性能、制程工艺等方面往往是领先其他厂商的,2013年苹果A7开移动处理器64位先河,而安卓厂商直到去年下半年才开始用上Cortex-A53这种入门级64位核心处理器。此外,4MB L3缓存这种奢侈的设计更是其他厂商不敢轻易尝试的,毕竟这会增加设计难度,提升成本。

    当然了,我们也要公平地说下苹果能任性设计自家的A系处理器是因为他们不需要考虑外需,而且苹果做的只是应用处理器,没有基带,联发科、高通则不同,他们要对外出售产品,需要考虑成本和竞争力,还有基带也要占用很大一部分SoC核心面积。

    至于即将发布的iPhone 6s、iPhone 6s Plus的A9处理器,我们现在所知的是它会使用FinFET工艺,三星的14nm及TSMC的16nm都有可能代工(或者二者分配不同比例),有消息称A9处理器核心面积只有85mm2,比A8还要更小。

    另外,苹果的处理器一直使用PoP封装,所以A9处理器还会封装系统内存,今年iPhone 6s上2GB内存基本上可以确定了,而且是功耗更低的LPDDR4,那么A9+2GB内存的组合肯定又要让安卓厂商的旗舰机忙一阵子了。

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    已有 20 条评论,每一条合规评论都是对我们的褒奖。
    • 游客 2015-10-10 14:52

      We deftliieny need more smart people like you around.

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      20#

    • 游客 2015-09-11 19:42

      游客

      A9的性能已经超过Intel Haswell-U里2C/4T的型号
      2015-09-09 17:36 已有3次举报
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    • 英社前几天说Core-M顶级款(2C4T)性能是Air2(A8X,3核)的两倍。按水果店自己说法A9比A8提升70%,加上A9只有2个核,恐怕超过4.6瓦的Y系列都不一定有胜算,更别说15W的U系列。快醒醒吧,天亮了。

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      19#

    • Geo0099等待验证会员 2015-09-10 20:35  加入黑名单

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      18#

    • 游客 2015-09-10 18:11

      可惜6S还是1GB RAM

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      17#

    • 游客 2015-09-10 15:25

      游客

      吐个小槽,A8/A8X的微架构名叫Typhoon,不是Cyclone+。
      2015-09-10 10:34
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    • air2用的a8x不是三核吗?表格中个还是双核

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      16#

    • 游客 2015-09-10 14:50

      引用维基的CPU资料,就那么抄都抄错,作者请对好稿才发出来好么

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      15#

    • 游客 2015-09-10 14:48

      苹果移动设备产品线所用的历代处理器主要规格(数据来源于维基百科,点击放大)

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      14#

    • 游客 2015-09-10 12:55

      学习了。

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      13#

    • 游客 2015-09-10 10:34

      吐个小槽,A8/A8X的微架构名叫Typhoon,不是Cyclone+。

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      12#

    • 游客 2015-09-09 22:01

      游客

      有钱就是任性,想当年SUN的sparc处理器主频也很低(比X86、power低很多),不也傲视群雄嘛!想想SUN的主机卖的价格,再看看sparc的核心面积!
      苹果也是站在巨人的肩上!
      2015-09-09 20:16
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    • SUN和Sparc都已经死了。。。

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      11#

    • 游客 2015-09-09 20:16

      有钱就是任性,想当年SUN的sparc处理器主频也很低(比X86、power低很多),不也傲视群雄嘛!想想SUN的主机卖的价格,再看看sparc的核心面积!
      苹果也是站在巨人的肩上!

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      10#

    • EBIN.研究生 2015-09-09 18:18  加入黑名单

      游客

      然而苹果的cpu架构师跳巢去AMD做ZEN了。
      2015-09-09 16:57 已有1次举报
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    • 这不是跳槽。这是回归。

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      9#

    • 游客 2015-09-09 18:08

      游客

      A9的性能已经超过Intel Haswell-U里2C/4T的型号
      2015-09-09 17:36 已有3次举报
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    • 不是秒I7?

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      8#

    • 游客 2015-09-09 18:04

      游客

      A9的性能已经超过Intel Haswell-U里2C/4T的型号
      2015-09-09 17:36 已有3次举报
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    • 核心面积呢

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      7#

    • tdn0102教授 2015-09-09 17:49  加入黑名单

      游客

      A9的性能已经超过Intel Haswell-U里2C/4T的型号
      2015-09-09 17:36 已有3次举报
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    • 我就笑笑

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      6#

    • 游客 2015-09-09 17:36

      A9的性能已经超过Intel Haswell-U里2C/4T的型号

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      5#

    • 游客 2015-09-09 17:23

      游客

      这两天的稿费都特别好赚
      2015-09-09 17:07 已有12次举报
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    • 说话酸什么酸?带什么刺?装什么逼?你行你也上啊,你倒是上啊。就怕你不行哦。

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      4#

    • 游客 2015-09-09 17:21

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      3#

    • 游客 2015-09-09 17:07

      这两天的稿费都特别好赚

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      2#

    • 游客 2015-09-09 16:57

      然而苹果的cpu架构师跳巢去AMD做ZEN了。

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      1#

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