A13到底有多強？就憑它，蘋果依然足以讓高通華為眼紅

2019年9月11日凌晨，iPhone 11正式發布。

對於這一代的「水果機」，網際網路上如今已經有了許許多多的吐槽、惡搞甚至是嘲諷：外觀丑、相機造型奇葩、缺乏5G支持、只有Pro版才標配快充頭等等，不一而足。

但是，即便大家再如何將iPhone11系列批判一番，它依然至少有一點優勢是整個手機行業都不得不承認，不得不服氣的。

這就是蘋果自研的A13晶片的強大性能。

A13有多厲害？權威的跨平台測試軟體Geekbench今天給出了答案：在一份疑似iPhone 11 Pro的Geekbench 4.4跑分成績中，A13晶片的CPU部分取得了5472/13769的單核/多核分數。

和大家熟悉的安卓旗艦SoC驍龍855Plus相比，蘋果A13的單核/多核性能分別高出了53%和30%；和前段時間剛剛發布的麒麟990 5G（官方ppt所公布的跑分）相比，蘋果A13的領先幅度也高達40%和11%。

事實上，即便與目前已經曝光的，疑似高通下一代旗艦驍龍865的跑分相比，蘋果A13也依然領先了一大截。

看來，這次蘋果在發布會上所宣稱的，「即便是一代前的蘋果處理器，也至少能夠保證作為高端不掉隊兩年」，真的不是吹牛。

驍龍855Plus對比蘋果A13

那麼，問題就來了：蘋果A13到底為什麼這麼強？或者說，近幾年的蘋果A系列晶片為什麼都這麼強，以至於整個手機行業都只能跟在後面看背影？

首先，是因為蘋果捨得砸錢

研發、生產一款手機晶片，正常人都能想到絕對是一件很燒錢的事情。

但是，這顯然不是說，任何一款手機SoC或者AP（應用處理器），研發費用都是差不多的高——即便是在這個看似高深的業界，要省錢，辦法還是很多的。

低指標造就的低功耗小核心——聯發科MT6735

比如說，廠商可以從一開始就訂立相對低的性能指標，設計更少的核心、更小的晶片面積。

這樣一來，既不會有很高的電晶體規模、也不需要很先進的製程，製造成本自然大大下降，代價就是規格不好看、性能不給力。

當然，這也就是市面上絕大多數低端手機晶片所採用的市場策略。

又比如說，在CPU、GPU的設計上，廠商們可以選擇不自己設計架構，而是從ARM處購買現成的CPU、GPU設計藍本，稍微修改一下或者直接不改就拿來集成。

這樣顯然可以大大節約設計費用和時間，理論上還能有更好的兼容性，當然也比較省錢。

事實上，大家熟悉的高通驍龍、華為海思麒麟，它們使用的CPU都是基於公版設計小改而來，這的確幫助廠商們節約了時間，讓產品能夠更快上市。

最後，當然晶片進入製造階段時，也面臨著製程的選擇：越新、越少人用的製程成本自然就越高、良品率還可能越低。

這就意味著如果一家企業想用最新的製程來支撐自己強大的晶片，那麼就不得不忍受極高的代工費用，以及造出來的晶片可能一多半都必須廢棄的事實。

很顯然，這很不「經濟」。

那麼，蘋果是怎麼造他們家的手機晶片的呢？首先，不管是上一代的A12還是這一代的A13，它們都完全基於蘋果自行研發而來。

以A13為例，它的整個計算架構由兩個CPU大核+四個CPU小核+兩個機器學習加速單元+八核神經處理器+四核GPU組成，而所有的這些核心全部出自蘋果自主研發，全部不是從外面買來的架構。

光是這一點，設計成本之高、研發耗時之長就已經可想而知。

麒麟990有兩個版本，配置、工藝都不同

事實上，如果大家關注過此前的華為麒麟990發布會，可能會發現麒麟990其實有兩個完全不同的型號，其中4G版本的麒麟990使用的並非最新的7nm EUV工藝，而是上一代的7nm工藝。

只有「完整版」的麒麟990 5G才是真正的7nm EUV新工藝產物。

相比之下，蘋果這一次不管是5000多元的iPhone 11，還是萬元以上的iPhone 11 Pro Max，所使用的A13主控都是「一視同仁」的7nm EUV最新製程生產。

很顯然，光在製造成本這一塊，蘋果就得多掏不少銀子。

而也正是這些比別人砸得更多的錢，在一定程度上保證了A13晶片「高價高質」。

其次，蘋果從來不內置基帶

相信不少人看到這個理由心裡都是一怔：不是說外掛基帶比內置功耗更高麼？為什麼不內置基帶會是蘋果晶片性能高的理由呢？

因為很簡單：外掛基帶功耗好那是算的AP（應用處理器）和基帶加起來的功耗，如果只看處理器本身，那麼功耗還是很容易做到比集成基帶的晶片更低的。

不僅如此，對於半導體晶片來說，集成的功能越多、電晶體數量越多，單顆晶片的生產就越困難，性能和功耗其實也越不好控制。

對於蘋果而言，A13晶片這一次集成的電晶體數量高達85億，的確不是業界最高。

但和其他的競爭對手相比，由於去掉了基帶和基帶緩存這兩個「大頭」，實際上也就意味著A13這85億的電晶體數量幾乎完全是在為性能服務，這就是競爭對手們很難達成的優勢所在了。

當然，有了這麼多的電晶體給CPU、GPU以及AI單元去「揮霍」，也就意味著蘋果得以在這些部分用上一些超乎業界常規的設計。

雖然我們至今還沒有看到關於A13晶片的直接架構分析，但這不妨礙我們用上代的蘋果A系晶片給大家舉例，看看蘋果究竟是怎麼在不集成基帶的情況下用好這一顆巨大的晶片的。

Anandtech分析的蘋果A11、A12緩存配置

首先，在CPU部分，蘋果從A7時代就已經完全拋棄了公版ARM架構的設計思路，基本上是「怎麼大怎麼來」：A12的每一個大核心都有7發射、6ALU（算術邏輯單元），3乘加浮點單元的恐怖規模。

同時每個大核配上了高達6MB的二級緩存以及額外8MB的指令緩存。

這是什麼概念呢？論核心規模，一個蘋果A12大核比一個公版Cortex-A76大核差不多直接翻倍；論緩存設計的「揮霍」程度，蘋果甚至超過了PC上的Intel，直接不把ARM公版放在眼裡了。

除此之外，哪怕是在上一代的A12晶片中，蘋果設計的四個CPU小核心用的也不是什麼A53、A55公版架構，而是性能直逼公版A73大核的，基於自家Swift（也就是A6）改進改進再改進而來的自主方案。

事實上，A12里的小核心所搭配的緩存大小，都已經相當於很多其他SoC里大核的L2大小了，可它的面積卻僅與公版Cortex-A55相當。

蘋果的超高晶片自主設計水平，由此可見一斑。

最後，很多人可能記得蘋果從上一代（A12）晶片開始，使用的就是自主定製的「四核心GPU」了，而且這個GPU性能還高得不要不要的。

難道蘋果又有什麼黑科技？這次其實沒有。

蘋果所謂的「四核心」和我們在其他SoC GPU規律里看到的「MP4」或者「MC4」其實不是一個概念，它更接近於四塊GPU的互聯形態（四卡交火）——每一個「核」里，包含高達128個ALUs，四核心就有512個ALUs之巨了。

這是什麼概念呢？高通驍龍855Plus的Adreno 640超頻版也才384個ALUs，蘋果直接就多了30%，性能能不高麼？

最後，蘋果的閉環生態還是重點

即便是不太懂得手機技術門道的小白，可能也聽過蘋果手機「優化好」的說法。

不過，相比於安卓，蘋果在系統層面上的優勢嚴格意義上來說其實只有一條，但也正是這一條，直接決定了蘋果在軟體優化、在用戶體驗、甚至於在商業生態建設上的巨大優勢。

這個優勢，就叫做：沒有碎片化（安卓此時淚奔）。

2016年9月16日，蘋果正式發布iOS10系統，11個月後的2017年8月1日，蘋果官宣iOS10更新率已達87%。

也就是說符合更新需求的設備中，十台有近九台已經完成了系統升級。

2017年9月19日，iOS11正式發布，一年之後，根據官方報告顯示，新系統的更新率再一次接近90%。

2018年9月17日，蘋果推出iOS12作業系統，這一次僅用了四個月，老設備的系統更新率就已經達到了83%……

當然，我們可以說，和安卓相比，蘋果的系統更新要「偷懶」很多，因為從更新方式上來說，蘋果是自家給自家的手機、平板、智慧型手機以及播放器提供更新；而不像安卓是谷歌先把系統分發給各家手機廠商，各家手機廠商再做修改之後再給谷歌送審，最後才能推送更新。

從更新對象上來說，iPhone和iPad這兩大蘋果主流產品線加起來當然也沒有整個安卓生態那麼大。

但是，對於蘋果而言，這意味著每一次系統中增添新功能，作出新的優化修改，蘋果的工程師都可以細緻地針對每一個機型來細緻地進行調整，用自家私有的程序API來做到最大化的軟硬體優化：你可能不知道蘋果的GPU已經可以做到光線追蹤，但你肯定知道蘋果自己開發了一套程式語言、自己開發了一個獨立於DX和Vulkan之外的專屬圖形接口。

相比之下，三星的手機使用的可能有來自三星、高通、展訊的晶片，華為的手機其實有華為海思、高通、聯發科等好幾個不同的硬體平台——即便他們擁有自行改造作業系統的能力，也不可能覆蓋到自己所有的主流產品。

而這也意味著，為了兼容性，蘋果的對手們不得不在系統優化上作出一些妥協，不得不把一套安卓系統、一套UI適配好幾個不同的底層驅動，為許許多多不同的螢幕解析度做修改。

這也意味著，對於安卓程式設計師來說，他們沒有像蘋果那樣簡便的適配機制，很難將時間純粹用於優化代碼、提升性能。

因為他們要不斷地適配市場上新出現的晶片、品牌、解析度、系統省電邏輯……哪還有時間琢磨執行效率問題呢？

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