A4到A10 Fusion處理器大盤點,蘋果告訴你核數不重要

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前不久iPhone7/7 Plus發布,瞬間點燃果粉激情。

發布前,分析師一度猜測亮點不多的iPhone7並不能拯救蘋果2016年市場,現實卻狠狠打了分析師一耳光(當然,這裡面有三星Note 7的不爭氣給蘋果送了不少分)。

乍一看,變化的確不多,僅僅就是雙攝像頭、無線耳機、亮黑色。

但A10處理器加身iPhone7的安兔兔跑分居然直接上178397分,讓所有安卓手機嚇尿了。

為啥iPhone手機每次一現身,A系列處理器就以霸者姿態秒殺眾生?網上有一張打趣的圖片,非常生動的形容了如今三大主流手機晶片的現狀。

如下。

今天與非網小編就來聊一聊這位強悍的「大媽」。

回顧一下蘋果A系列處理器這些年的霸屏之旅。

A4——喬幫主的金鑰匙

說到蘋果手機,怎能忘了iPhone4,那個讓人癲狂的首秀產品。

賈伯斯在藝術上的造詣於此產品上,體現的淋漓盡致。

蘋果自主設計處理器升級之旅的第一站取名為A4。

在此之前,初代iPhone 和iPhone 3G採用的都是RISC ARM 1176JZ(F)-S 架構的 CPU,由三星製造。

GPU 用的則是 Imagination Technologies 公司設計的 PowerVR MBX Lite 3D 技術,主頻為 103 MHz。

09 年推出的3GS 好不少,CPU、GPU 和 RAM 幾乎都翻了一倍,但用的還是其他公司設計的 Soc 方案。

其實A4並不是跟隨iPhone 4一起出生,在此之前,第一代iPad就已經採用A4晶片,CPU 用的是和上代相同的 Cortex A8 架構,但主頻提升了 200MHz,GPU 的 PowerVR SGX535 不變,運行頻率提升了 50 MHz。

其中ARM Cortex-A8處理器是第一款基於ARMv7架構的應用處理器。

iPad的風靡正是得益於Apple A4處理的強大。

也許你會認為既然是第一款自主研發處理器,那一定有質的飛躍。

其實不然,Apple A4處理器並沒有太多革命性的創新,其結構和之前iPhone中使用的三星處理器非常類似。

僅僅是主頻升高,核心的cpu架構方面沒有任何變化,這也是為什麼3gs可以一直獲得ios更新一直到ios6.x的原因。

A5——雙核初體驗

A5 是第二款蘋果設計的 Soc,最早出現 2011 年 3 月舉行的 iPad 2 發布會上,也是蘋果第一款採用雙核處理器的晶片。

iPad 2 的運行速度更快,號稱 CPU 的是初代 iPad 的兩倍,GPU 是初代的 9 倍。

蘋果A5處理器採用了支持多核心的Cortex-A9架構處理器同時搭配Powervr SGX543圖形晶片。

內置的CPU晶片和GPU晶片。

A5處理器最重要的Cortex-A9架構處理器:Cortex-A9處理器基於先進的推測型八級流水線,該流水線具有高效、動態長度、多發射超標量及無序完成特徵,這款處理器的性能、功效和功能均達到了前所未有的水平,能夠滿足消費、網絡、企業和移動應用等領域產品的要求。

iPad 2是A5處理器的代表產品,也憑藉著這款處理器成為了首款雙核平板。

並且蘋果因這一款平板產品獨占鰲頭,擊敗了市面上其他Android平板產品。

總的來說,從A4到A5屬於飛躍式進步,系統核心架構升級,單核變雙核,GPU大幅強化,可以說A5的性能是大幅超越A4的,而這其中A5還有個變種,即使用32nm製程的試水產品,續航能力得到了一定的提高。

A5X——過渡產品露個臉

Apple A5X也是雙核心處理器(圖形處理器為四核心),用於iPad第三代。

蘋果聲稱其圖形處理能力為上一代 iPad 2 所採用之 Apple A5 處理器的二倍,更達到競爭對手NVIDIA Tegra 3處理器的四倍。

具體參數方面:5X的CPU部分有兩個核心主頻從800MHz~最高可達1.4GHz,GPU部分集成4個流處理內核(不分管線屬於統一架構),製程採用45nm技 術,晶片面積為162.94 mm²(12.82 mm x 12.71 mm)。

由三星公司代工生產。

總體來說,A5X相對於A5升級不大,僅僅加強了GPU性能,雙核變四核。

這也僅僅是為了配合新ipad超高的解析度而特意強化了GPU,同時由於功耗的大幅增加,從名字也可以看出,這是一款過渡產品。

A6——不以多核論英雄

2012年9月12號,全球消費者翹首期盼的蘋果iPhone 5如期發布,蘋果A6處理器的神秘面紗也隨之掀開。

這顆處理器由蘋果旗下子公司Intrinsity設計、三星代工製造,採用了獨特架構設計(可能與高通的Krait架構有類似之處),性能介乎於Cortex-A9和Cortex-A5之間,基於32nm工藝製程。

蘋果A6最大的特點就是具備動態調整CPU電壓/頻率特性,根據所開啟的任務需求,主頻可以在550MHz至1.3GHz之間自動調節,從而在保證性能需求的同時,最大程度的降低其功耗,理論性能是蘋果A5的兩倍之多。

在GPU方面,蘋果A6集成了一顆三核芯的PowerVR SGX 543MP3圖形處理單元,內存位寬為64-bit,擁有有四個USSE2管道,每個管道都有四路矢量ALU單元和32Flops的浮點性能,整體性能是蘋果iPhone 4S的蘋果A5處理器的雙核芯PowerVR SGX 543MP2兩倍之多。

可以說,A6又是一次大的飛越,使用了自家研發的全新swift架構(性能和A15類似)和arm-v7指令集。

這一代u很好的體現了蘋果的設計思想,在安卓旗艦4核8核漫天飛的時代,蘋果另闢蹊徑在核心架構上下功夫,最後的效果也很好。

A6X——過渡產品

A6X和之前的A6、A5第二版一樣,都是三星32nm HKMG工藝製造的。

但是內核面積增大了很多:A6的長寬分別為9.8毫米、9.6毫米,面積大約94平方毫米,A6X則驟然增至123平方毫米,其中長度11.9毫米、寬度10.4毫米,大了足足30%。

CPU部分其實基本沒變,A6X、A6的布局幾乎一模一樣,也是兩個蘋果自己設計的Swift核心,只是主頻從1.3GHz略微提高到了1.4GHz。

GPU就不同了,換成了新一代的Imagination PowerVR SGX554MP4,擁有四個核心。

相比之下,iPhone 5 A6、iPad 3 A5X、iPad 2 A5用的都是PowerVR SGX543系列,分別有四個、三個、兩個核心。

這個其實也沒什麼好說的,A6的升級版,類似於A5x,保持ipad系列的一貫的高圖形性能,用在iPad4上,也是一款過度產品。

A7——這是一大步

2013年9月份,蘋果正式發布了兩款iPhone手機產品:iPhone 5S和iPhone 5C。

所配備的A7處理器又來了一次跨越。

A7是一款64位桌面級架構處理器,使用了現代指令集,(相較於A6)2倍的通用寄存器,2倍的浮點寄存器。

核心面積超過1億電晶體,面積為102mm2。

蘋果的Cyclone還是首款具備6-wide指令集的核心,比起早前的Swift核心或是高通的Krait 400核心要高了一倍。

其實這又是一代劃時代的CPU,雖然之前已經劃時代好幾次了。

但是這款u的飛越比之前所有的cpu升級都要大,將手機cpu完全帶入了64位時代,殺得眾安卓措手不及。

使用Arm-v8 64位指令集,自家的Cyclone架構。

從A6,A7的設計中已經可以看到蘋果已經逐漸擺脫Arm的束縛,走出了一條自己的cpu演進之路,和高通非常類似。

在眾cpu廠家還在絞盡腦汁的想如何增加cpu的核心數量時,蘋果又一次告訴了大家未來移動 cpu應該向哪個方向發展,移動計算和傳統桌面計算的界限開始模糊,對於業界來說意義非凡而深遠。

同時由於A7出色的性能和功耗,這次蘋果沒有設計X後綴 的晶片,而是讓iPad直接用上了A7,足見這款u的強大實力。

A8——台積電搶食訂單

Apple A8處理器依舊基於64位桌上型電腦級架構設計,採用了最先進的20nm工藝製造(台積電代工),雖然並不是第一款20nm的移動晶片(已被三星奪走),但 其晶片面積更小,大約89平方毫米,相比上一代晶片A7小了13%,並且在更小巧的晶片內融入了20億個電晶體。

A8最大的亮點其實是製造工藝,並且創造了多個第一:它是第一批採用20nm工藝製造的移動處理器之一,也是最重要的一個。

這是蘋果第一次使用非三星工廠代工,當然也是第一次使用台積電代工,而且一下子就搶走了絕大部分產能。

台積電宣稱,20nm工藝相比於28nm可使晶片速度提升30%,或者集成度提高90%,或者功耗降低25%,具體如何權衡就看晶片設計了。

A8電晶體數量翻了一番,核心面積小了13%。

總的來說,蘋果A8相比蘋果A7在CPU上提升了25%,GPU上提升了50%。

A8X——八核GPU誰人能敵?

A8X集成了多達30億個電晶體,遠遠超過了Intel Haswell GT3四核版的17億個,介於NVIDIA GK104 35億個、GK106 25億個之間,但是集成度是相當高的。

相比於A8,它的電晶體數量增加了約50%,但面積只增大了40%。

按照蘋果官方的說法是,A8X CPU性能比A7提升了40%,但事實上這還是很保守的,多線程應用中會更多,Geekbench 3得分就增加了68%,當然對多核不敏感的應用中不會有這麼高。

此外,A8X處理器採用三核心和2GB的內存,GPU型號為PowerVR GX6850,是一款八核GPU!

A9——雙型號雙代工廠

2015年9月10日,在中國的教師節當天,蘋果的新品發布會上演。

在發布會前,因為iPhone 6S的參數泄露的比較多,大家都以為沒啥驚喜。

iPhone 6s 上的 A9 處理器型號為 APL0898,封裝的是三星2GB LPDDR4 RAM;而 iPhone 6s Plus 的 A9 處理器型號為APL1022 ,封裝的是海力士 2GB LPDDR4 RAM。

其中APL0898 由三星代工,採用了三星 14nm FinFET 工藝製造;APL1022 由台積電代工,採用 16nm FinFET 工藝製造。

16nm 版 A9 處理器封裝面積要大於 14nm 版 A9 處理器的封裝面積。

不過,搭載兩個不同版本的新 iPhone 在實際使用中、甚至性能跑分中差異都不大,難以察覺。

與 A8 處理器的 CPU 部分相似,A9 處理器的 CPU 部分依舊是雙核心。

不過蘋果的處理器單核性能一向非常強勁,這次的 A9 處理器更是如此。

A9 處理器的頻率為 1.83 GHz,相比 A8 的 1.4 GHz 提升不小。

最後的跑分結果也說明了這一點,單核 2526 分,多核 4404 分。

由於 A9 處理器的 GPU 部分為六核心,GPU方面,A9採用並非定製八核,而是六核心,而從實際性能測試來看,其與A8X定製的八核GPU PowerVR GXA6850持平,相比A8來說,A9的SDRAM緩存(三級緩存)似乎從4MB提升至8MB,同時其提供的可能是3MB二級緩存。

具體性能參數方面,與A8處理器的 CPU 部分相似,A9 處理器的 CPU 部分依舊是雙核心。

不過蘋果的處理器單核性能一向非常強勁, A9 處理器更是如此。

A9處理器的頻率為 1.83 GHz,相比 A8 的 1.4 GHz 提升不小。

跑分結果也說明了這一點,單核 2526 分,多核 4404 分。

由於 A9 處理器的 GPU 部分為六核心,GPU方面,A9採用並非定製八核,而是六核心,而從實際性能測試來看,其與A8X定製的八核GPU PowerVR GXA6850持平。

A9X——為iPad Pro而生

A9X是一顆雙核處理器(兩顆Twister架構核心),並不像A8X一樣採用了三核心設計。

之所以這麼做,一方面是由於FinFET的產量/良品率不高,另一方面是由於在保證晶片尺寸儘可能小的前提下,想要增加一顆CPU核心實在是太難了。

GPU方面,A9X的內核中一共被發現了6個GPU單元,每個單元內有兩個GPU核心,算下來一共就是12個GPU核心,共計384個流處理器,比Tegra X1的256個還多(當然這並不代表性能比Tegra X1強)。

A9X的GPU採用的是PowerVR Series 7XT系列。

A9X的核心面積是147平方毫米,作為對比,三星版A9處理器的核心面積為96平方毫米,台積電版的A9核心面積為104.5平方毫米。

算下來,A9X的核心面積比A9大了40%左右。

A10 Fusion——四核威力太猛

前不久剛出來的iPhone7,所配備的就是A10 Fusion處理器,號稱目前性能最強悍的智慧型手機晶片。

甚至有人認為,A10 Fusion 的評測成績已經可以與英特爾筆記本CPU相提並論。

A10處理器內核上的編號為TMGK98,延續了A9 TMGK96,而核心面積大約125平方毫米,封裝使用了台積電最新的InFO技術而比以往更緊湊,電晶體據稱33億個。

按照蘋果的說法,A10 Fusion性能是第一代iPhone晶片的120倍,比iPhone 6s中的A9提升40%。

同時這是A系列的首個四核處理器,蘋果同樣想到了把它做成大小核心的設計,其中兩個高性能核心,另外兩個低性能核心。

這一代的A10 Fusion成為蘋果首款四核處理器,官方數據顯示,它擁有33億個電晶體,相比iPhone6s的A9處理器快40%,是A8的2倍,圖形處理器比A9快50%,是A8的3倍。

能一口氣看到這裡的觀眾,在下實在佩服,不過與非網小編給大家準備了一個表格,如下。

之所以現在才掏出這個表格,就是防止你看完表格就啥都不看了呀!

看完蘋果A系列處理器的升級之旅,你一定感慨萬千,是不是滿腦子都是「買買買」?不禁感慨,蘋果不愧是科技界巨頭,一次次升級一次次震撼。

在此非常期待國產品牌的崛起,從單純的手機組裝來一次說走就走的自主研發之旅。


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