蘋果A13晶片大猜想：華為麒麟990已亮劍，蘋果如何接招？

鑒於蘋果的守口如瓶和對硬體內部的輕描淡寫，我們還要等一段時間才能搜集到關於下一代 A 系列晶片的官方信息，而且 A13 處理器很可能會在北京時間本周三隨著新款 iPhone 的發布一起到來。

這些晶片的設計、製造和測試都需要數年時間，蘋果要想突然做出根本性的改變是不大可能的，所以我們就能夠比較靠譜地預測 A13，因為無論從哪個角度來看，這些都已經是板上釘釘的事了。

通過回顧過去的 A 系列晶片，並根據我們對蘋果今年將採用的製造工藝的了解進行推斷，我們可以對 A13 晶片有一個合理的預期。

幾乎可以肯定，這將是蘋果為 iPhone 開發的最強 SoC，但我們具體可以期待哪些方面帶來的改變呢?

一、升級版7nm工藝

A13 基本可以肯定由蘋果和台積電繼續合作，台積電作為全球市場占有最高的晶片代工廠，在製造技術方面擁有堅定的領先地位。

但台積電還沒有準備好向新的晶片製程節點邁出大步，直接飛躍到 5nm 製程——像去年從 10nm 製程節點躍升至 7nm 製程節點那樣。

5nm 製程可能會在 2020 年的 iPhone 上實現，今年的機型仍將採用 7nm 製程。

這不代表我們不能指望它在製造業方面有任何改善，相反台積電有兩個改進的 7nm 製程節點可供蘋果採用。

用於 A12 晶片的基本 7nm 工藝稱為 N7，而其中一個改進版 7nm 工藝稱為 N7+，該工藝對一些晶片層使用 EUV（極紫外）光刻技術，使晶片具有更好的密度（在相同的區域邏輯增加約 20%）和電力效率（約 10%）。

值得一提的是，在上周德國IFA 2019上，華為正式發布了集成5G基帶的手機SoC麒麟990，採用了台積電最先進的7nm EUV技術，比蘋果領先剛好一周。

台積電還有一個名為 N7P 的「性能增強」版的 7nm 工藝，它並不使用 EUV，只是 A12 中使用的 7nm 工藝的調整和優化版本。

此前的傳言中，A13 被認為採用 N7P 工藝，台積電表示，在同樣的性能下，它可降低 10% 的功率，提高 7% 的性能。

兩相比較之下，N7+ 顯然是台積電最優的製造工藝，而蘋果通常會為其晶片儘可能採用最好的批量生產工藝，所以，N7+ 同樣有可能成為蘋果 A13 所使用的工藝。

二、更大的處理器

A12 將電晶體數量增加到了令人吃驚的 69 億顆，比 A11 的 43 億顆增加了 60%。

但是它的面積大約是 83 平方毫米，比 A11（約 88 平方毫米）的小，但卻用在了有史以來最大的 iPhone 上。

事實上，它是 9 年來面積最小的 iPhone 處理器。

過去的蘋果 Soc 要大得多，不管是久遠的 A5 還是不那麼久遠的 A10 晶片，體積都超過 120 平方毫米。

換句話說，蘋果的 iPhone 晶片按照一般情況，都會比 A12 大，在生產與去年相同製造工藝的新晶片時也是如此。

所以保守的估計是 A13 應該不是繼續縮小，而是會比 A12 大 25% 左右（約 103 平方毫米），體積變大再加上 N7+ 流程節點密度的增加，A13 的電晶體數有望達到或接近 100 億顆，這相當於新一代 iPad Pro 上 A12X 的電晶體數量（尺寸比 A12X 小一些）。

三、CPU性能

雖然 A13 的電晶體數量預計將與 A12X 幾乎相同，但蘋果應該不會把電晶體預算花在相同的功能上，繼續去追加高功率 CPU 核心的數量。

相反，蘋果很有可能會繼續採用 2+4 設計，也就是兩個高性能核心和四個能效核心設計。

也有可能將高性能核心數量從 2 個增加到 3 個，不過這種可能性微乎其微。

蘋果可能會依靠一些相對較小的架構調整，以及可能更好的峰值時鐘速度來提高 CPU 性能。

畢竟，A 系列晶片已經是世界上最快的了，要保住這一桂冠並不難。

近年來，蘋果的單核 CPU 性能增長一直非常穩定。

如果這種趨勢持續下去，我們將看到 Geekbench 4 給出的 A13 單核得分在 5200 左右，這讓所有安卓手機，甚至是最輕薄的筆記本電腦都黯然失色。

多核性能更難預測，由於蘋果設計上的改變，使得所有的低功耗和高功耗核心可以同時工作，而不需要來回切換，因此當 A10 到 A11 的時候多核性能瞬間躍升。

在蘋果不增加更多核心的情況下，A13 的多核心跑分可能在 12200 到 12500 之間，如果蘋果再增加第三顆高性能核心，分數能跑到 15000 - 16000 左右。

四、GPU性能

圖形性能對蘋果來說至關重要，尤其是它現在又推出了帶有高端遊戲的 Apple Arcade 服務。

GPU 性能有兩個方面值得討論：渲染傳統 3D 場景（如遊戲）的能力和使用 GPU 完成複雜的非圖形計算任務（如圖像處理）的能力。

在過去的幾代 A 系列處理器中，傳統的圖形性能增長速度比較平穩，沒有什麼太大驚喜。

由於經常受到內存帶寬的限制，移動 GPU 很少在一年到下一年之間有很大的飛躍。

如果這一趨勢繼續下去，我們可以預見 A13 3DMark 跑分在 4500 左右，這對蘋果來說是一個重大的進步，但沒有高通最新的晶片那麼令人興奮。

不過，通過一些架構調整和更快的內存，在這個特定的測試中可以再快 20%，使得分攀升到 4800。

蘋果更傾向於在圖形和計算方面使用自己的 Metal API 來加快晶片的速度，這一趨勢將繼續下去，雖然可能不會看到它從 A11 到 A12 的巨大 Metal 性能飛躍，我們仍有望看到 Geekbench 4 超過 25000 的 GPU 跑分。

對蘋果來說，在設備上進行計算至關重要，GPU 計算性能是其中一個非常重要的方面，20% 的改進其實很正常。

五、圖像處理和神經引擎

前文說過，A13 的體積預計將比 A12 大 25% 左右，同時還採用了升級版的製造工藝，可以在更小的區域裡塞進更多的電晶體——大約 100 億顆電晶體，比 A12 增加 40% 以上。

如果 CPU 和 GPU 僅能通過微小的設計調整和時鐘速度改進，就能實現適度且可預測的改進，那麼蘋果要把多出來這麼多的電晶體性能花在哪裡呢?

答案是提升設備上的機器學習和圖像處理的性能。

去年，蘋果對 A12 處理器的神經引擎的改進遠遠超過預期。

A11 的神經引擎每秒可以執行 6 千億次操作，而蘋果公司將 A12 的速度提高了 8 倍，達到每秒 5 萬億次。

我們不確定今年是否還會看到如此大的飛躍，但通過設計改進和更多的電晶體預算，蘋果很可能實現 3 到 5 倍的改進，達到每秒 20 萬億次的運算力。

機器學習和人工智慧如今已經成為 iPhone 體驗的關鍵部分，從拍攝更好的照片和視頻到 AR 和 Siri，它們被廣泛應用於方方面面。

我們有理由相信蘋果會在神經引擎上傾注更多心血。

用於處理相機傳感器數據的圖像信號處理器（ISP）是另一個難以進行基準測試的關鍵組件，蘋果每年都在這方面投入巨資，不斷努力使 iPhone 的攝像頭做到最好。

它與神經引擎和 GPU 一起被用來提高照片和視頻的質量，而蘋果公司無疑將在今年再次提升它的性能。

A13 的 ISP 甚至有可能首批包含編碼和解碼新 AV1 視頻編解碼器，大多數網絡視頻（例如 YouTube 和 Netflix）可能會在未來幾年過渡到這種新的視頻格式。

六、AMX 是什麼?

最近，彭博社的報導中提到了 A13 的一個新組件。

其描述如下:

晶片中有一種新的組件，內部稱為「AMX」或「matrix」協處理器，用於處理一些計算量較大的任務，解放主晶片的性能，可能有助於機器視覺和增強現實這兩項核心功能。

對於這個神秘的協處理器，目前也說法紛紜，有的認為它其實就是 A11 和 A12 的神經引擎，只不過是相同功能的新名稱，為其擴展功能打響更好的品牌。

有人則認為這完全是兩碼事，AMX 可能是一歌新的數學協同處理單元，或者是一組 SIMD 指令集擴展，就像我們多年來在桌面處理器上看到的 SSE 和 AVX 指令一樣。

七、還沒有5G

雖然 iPhone 基帶不是蘋果 A 系列處理器的一部分，但值得討論一下這個足夠大的期待點。

5G 已經觸手可及，運營商開始推動客戶購買新的 5G 手機，但 5G 還處於起步階段，網絡覆蓋範圍非常有限，2019 年全年的情況都是如此，而支持 5G 的基帶晶片也不是很節能。

總有一天你會得到一部 5G 的 iPhone，但要到 2020 年甚至 2021 年才會有。

為 iPhone 配備可靠、省電的基帶晶片，再加上足夠的網絡覆蓋率來進行正式的硬體和軟體測試，這需要很長的時間。

畢竟，蘋果不只是向數百萬的早期用戶銷售 iPhone，新款 iPhone 很可能在第一年銷量就超過 1 億部，這個體量決定了蘋果不敢在網絡晶片上冒險。

由於蘋果和高通達成和解走向合作，我們預計今年的 iPhone 會只採用高通 4G LTE 基帶晶片，可能是驍龍 X24。

在這一點上，華為已經亮劍！蘋果能否接招？

周三再見。

來源：本文內容編譯自威鋒網。