最強手機晶片進化史：蘋果A系列處理器是如何煉成的

集微網消息（文/Jimmy），蘋果於北京時間11日凌晨1點召開了2019秋季發布會，每年秋季發布會關注焦點莫非是iPhone，此次iPhone 11升級力度較X到XS一代算是幅度比較大的，A13晶片常規硬體升級，鏡頭升級，加入夜景模式，電池加大續航能力加強，pro版本標配18W快充，螢幕升級，對比度翻倍，全系支持雙卡雙待，這樣看來實際上這代iPhone除了支持5G外，該補的漏洞基本上都補上了，也算是跟上了安卓的步伐。

掐指一算，距離初代iPhone發布已過去12年，iPhone從初代到至今的11，外觀上的變化無疑是巨大的，同樣，內部硬體也是。

在這12年間，令蘋果自豪的除了iOS系統之外，還有他們自研的晶片A系列處理器。

從iPhone 4首發A4處理器開始，蘋果正式走上了自研晶片的道路。

從A4到如今的A13，蘋果已經有整整10代的A系列處理器，而今天，集微網將與大家談談A系列的從古至今。

從A4到A13，蘋果並不是代代擠牙膏，相反，其中有幾款處理器有著劃時代的意義。

A4，作為蘋果的處女作，該晶片採用一顆45nm製程800MHz ARM Cortex－A8的單核心處理器，GPU為PowerVR SGX 535，L2的緩存為640KB，在同等頻率下性能表現好於三星S5PC110，但是其核心的結構和此前使用的三星處理器十分相似，僅僅是主頻升高，核心的CPU架構方面沒有什麼變化，所以嚴格來說這顆晶片並不能算蘋果真正自主研發的成果。

A5，發布於賈伯斯遺作iPhone 4S，它是第一款蘋果設計的雙核處理器晶片，當然A5的變化遠不止是增加了一顆核心那麼簡單，它的處理器架構也由之前來自於Cortex-A8架構升級到了更為強勁的Cortex-A9，這一脫胎於上一代的Cortex-A8平台的新架構，擁有更高的計算能力和更低的功耗。

而GPU部分則搭載了PowerVRSGX543+，圖形性能提升明顯。

號稱 CPU 性能是初代 iPad 的兩倍，GPU 是初代的 9 倍，A5X是其性能的加強版，圖形處理器採用的是四核心，用於第三代iPad，圖形處理能力為iPad 2上的兩倍

A6，由蘋果旗下的子公司Intrinsity設計、三星代工製造，採用了獨特架構設計，性能介於Cortex-A9和Cortex-A5之間，基於32nm工藝製程,，能夠動態調整CPU電壓/頻率特性，GPU集成的是一顆三核心的PowerVR SGX 543MP3圖形處理單元，性能是A5的兩倍多。

和A5一樣，A6X是專為iPad推出，在CPU主頻上提高，GPU更換成SGX554MP4，擁有四核心。

A6橫空出世的時候，蘋果開始走向高處不勝寒的境地，由於當時搭載A6的iPhone 5在跑分榜上將不少採用四核處理器的安卓機皇踩在腳下，蘋果也向世人證明一款處理器性能怎樣，不能光看單純的核心數量。

A7對於蘋果而言是一個新的高度，也為手機處理器打開了64位時代的大門，無疑，這款晶片有著巨大的劃時代意義。

A7採用的是全新的64位設計，使用Arm－v8 64位指令集，自家的Cyclone架構，採用28nm工藝，主頻為1.3GHz。

A7處理器的性能比iPhone 5上的A6快2倍，是初代iPhone上使用的處理器的40倍，圖形能力是初代的56倍。

此外，從A7開始蘋果為旗下處理器配備低功耗協處理器M系列，專門負責計算手機的各項傳感器數據，並且可以保持極低的功耗。

作為歷史上第一個移動端64位處理器，在當時引起了不小的爭議，當其他安卓廠商拚命堆CPU核心數時，蘋果卻給未來CPU發展指出了新的方向，這讓A7在推出初期遭到了不少非議，不少人認為這是一個噱頭。

然而，事實證明，64位的確是蘋果一個非常有前瞻性的思想。

當時已經有人在手機上開始剪視頻，P圖了，32位處理器的性能眼看就要觸及天花板，蘋果當機立斷提前入局，也靠著這一點，蘋果始終都在領先安卓廠商。

以至於在今天8核成千元機標配的同時，蘋果仍舊還用著6核設計。

此後A8，A9，A10進一步提升核心數和製程工藝，處理器及GPU性能節節攀升，值得注意的是當時為iPad Air 2配備的A8X處理器，它是移動行業第一個三核處理器，其性能也是無比強悍。

A8X集成了大約30億個電晶體，比A8多了一半，更是上代A7的三倍，主頻也提升至1.5GHz，其單線程性能比A8高出接近12%，多線程性能整整提高了55%，第三個核心性能得到完美釋放，且蘋果首次在iPad Air2上將內存上了2GB。

不得不說，這一代iPhone和iPad之間性能差距非常顯著。

當然還有A10X，當年A10 Fusion上到四核心時，A10X就不講道理的直接上到了6核，採用3+3設計，另外還有個12核GPU，蘋果當時表示能夠輕鬆剪輯4K視頻，還能渲染精細3D模型，創建，標記複雜的文檔文稿，再看看A10X是首發哪台設備——iPad Pro，就能明白為何擁有如此強大的性能，當年被冠以史上最強移動CPU可不是金玉其外。

哪怕到現在，A10X的GPU性能依舊霸榜，其CPU性能也不比A11，A12弱後多少。

時間來到2017年，這一年對蘋果來說，無論是A系列處理器還是iPhone都進入下一個時代。

iPhone 8為之前的iPhone設計語言畫上完美的句號，而iPhone X則開啟了全面屏及face ID的新時代。

而那一年的A11 Bionic堪稱性能怪獸。

A11 採用台積電當時最先進的10nm工藝製程，擁有43億個電晶體，採用六核心的設計，大核性能相比A10提升25%，4顆小核相較A10提升70%，多性能處理提升75%；搭載的GPU是蘋果自研的三核心 GPU ，性能較 A10 性能提升 30%，而功耗則降低了 50%，此外，A11首次搭載神經網絡引擎，採用雙核設計，每秒運算次數高達6000億次，主要勝任機器學習任務，能夠識別人物，地點和物體，最典型的應用便是其首次推出的face ID及其衍生功能動畫表情。

A11之於蘋果更深層次的意義在於其是蘋果當時自主程度最高的一代A系列處理器，當中包括自研CPU，自研GPU，自研ISP，自研解碼器等等，當然還包括神經網絡引擎，從那一年開始，幾乎所有手機廠商都把AI運算能力當做宣發PPT的主打頁面，AI時代就此開啟。

到了去年發布的A12，蘋果進一步提升性能及能耗表現，這當然得益於台積電最新的7nm製程。

A12採用蘋果自研的Fusion架構，根據蘋果的數據，2個大核提升15%，4個小核功耗表現提升50%。

GPU採用新一代自研晶片，核心數升至四核，官方宣稱性能提升50%，而升級幅度最大的莫過於神經網絡引擎，從雙核直升八核，能夠實現每秒50000億次計算。

最後，於今日凌晨發布的A13晶片，蘋果宣稱該晶片兩大亮點，機器學習能力與低功耗。

A13 Bionic採用台積電升級版7nm工藝，集成85億個電晶體，CPU擁有2個高性能核心，給速度帶來20%提升的同時，功耗還降低了30%；另外還擁有4個效能核心，速度同樣提升了20%，功耗降低了40%。

CPU每秒可以進行一萬億次的計算。

GPU為四核心設計，速度提升20%的同時功耗能夠降低40%。

同時，A13還有一個8核的神經計算引擎，性能提升了20%，功耗降低15%。

實際上，從近幾年來看，不光是蘋果，其他晶片廠商也一樣，從最開始追求性能上的卓越慢慢轉變追求極致的能耗比，這得益於晶圓代工廠先進的製程工藝技術。

強大的性能勢必加重能耗，而當今手機性能若不是追求大型遊戲或是多任務處理，實際上是過剩的，一台千元機的性能也足以滿足日常需求，而這時對於移動設備來說續航能力便是最重要的了。

好在蘋果今年也算是良心發現，不光在晶片上下功夫，電池容量增大，還配備了18W充電頭。

從彭博社整理的這張圖我們便能清晰的了解蘋果A系列歷史的幾個大事件。

A4到A11也不過8年時間，但A系列處理器的性能實在飆升太快，感嘆蘋果自研實力和前瞻目光，它的確可以稱得上是一個偉大的企業。

但光以文字表述顯然缺乏直觀性，小編便搜集歷代A系列晶片的GeekBench跑分製成表圖以直觀展現蘋果強悍的晶片性能。

（註：由於GeekBench版本不同，算法會有差異，故早期晶片的跑分與目前較新晶片的跑分存在一定的算法差異性，跑分數據僅供參考，且GeekBench資料庫數量龐大，跑分分數隻取眾多數據的一項，不取平均值。

）

從圖上我們便能清晰地看到，A系列處理器幾個比較重要的節點，A6，A7，A8X，A10X，A11，都代表了蘋果晶片實力的一次躍進，照A13相比A12提升20%來算，從跑分上看，A13有著70倍A4處理器水平的能力，而這也不過是10年的光景,。

世人常說如今的蘋果已經沒有賈伯斯時代那般的統治力和影響力，單論iPhone而言，確實如此，安卓廠商的異軍突起，中國國產手機廠商衝出本土市場都對蘋果產生了不小的影響，但不可否認蘋果仍舊是一個偉大的企業，至少它曾改變過世界。

能在歷史上畫下濃墨重彩的一筆實屬不易，能做到名垂青史的又有幾個呢？（校對/holly）