苹果手机处理器为何如此强劲？自主程度超越高通华为一代

苹果手机处理器为何如此强劲？自主程度超越高通华为一代

苹果的移动电话的处理器为何会这么强劲，甚至超越了高通的华为？

华为以及苹果公司近期发布的新品 Mate 50和 iPhone 14都在销量大增的情况下跻身畅销榜单。

华为的 Mate 50推出的卫星通讯系统引发了热议，而 iPhone 14独有的“球形屏幕”的设计却遭到了许多人的抨击。

你也许会发现：在处理科技上， Apple远远超过了高通与华为。而华为则因为丢失了麒麟芯片，一直卡在4 G领域。

值得一提的是，自从 iPhone 4之后，苹果就一直在采用国产A4芯片，短短十几年就从追赶到领先，最终跻身全球之首，实在让人敬佩。

苹果的处理器性能如何？又是怎样跻身于全球之巅？这篇文章将为你一一回答。

苹果公司拥有最强大的芯片技术苹果，高通，华为，一度被称为移动电话中的三大霸主。华为是一个本土的品牌，曾经在中国的市场上得到了很好的口碑，曾经超过了 Apple。

但事实上，与高通及华为相比， Apple的芯片已经快了一代。

首先，有了自主的处理程序：

当谈到自治的时候，必须要提及一个关键的公司， ARM。ARM在手机芯片领域拥有近乎绝对的统治地位，其市场占有率高达95%。苹果，高通，华为，三星，联发科和更多的许可的客户。

换言之，现在的移动电话离不开 ARM的技术。所以，芯片的独立性在很大程度上取决于 ARM的工艺。

苹果，高通，华为等都或多或少地依靠 ARM的科技。

Apple是首个采用 ARM指令系统的公司。

该芯片基于 ARM通用的命令系统，独立开发了 CPU核心， GPU核心， NPU核心， ISP芯片以及数字信号处理芯片。

然而，苹果却没有自己的基带，它采用了英特尔的，并且从台积电代工的其它公司采购了无线电频率的晶片。

第二个层次是高通，该公司采用了 ARM的命令系统，采用了 ARM体系结构，经过二次发展

高通的 Snapdragon，也是 ARM的处理器，也是 ARM的核心，它曾经试图研发自己的 CPU，但是表现不佳，最后还是选择了 ARM。

高通自主研发的图形处理器，数字信号处理芯片，基带和射频等芯片均是三星制造的。

第三层就是华为，它的命令系统和核心都来自于 ARM的公共版

华为的麒麟芯片使用的是 ARM Cortex A系列体系结构，以及 Mali图形处理单元。

华为自主研发的 NPU芯片，数字信号处理器芯片，基带芯片，射频芯片等芯片都是台积电提供的（如今已无代工厂）。

可以说， Apple拥有最强大的独立开发实力，已经到达了完全自主的程度，而高通可以说是"神奇"，而华为就差一点了。

在性能上， Apple的芯片超过了高通，超过了华为。

华为领先的是麒麟9000，而高通则是骁龙8gen1，这些都是有原因的，在此不再赘述。

本文选取同期的多个处理机，以作公正的对比。

2020年9月16日，苹果推出了A14处理器，2020年12月1日，高通骁龙888,2020年10月22日，麒麟9000，正式上市。

尽管同在2020年的后半段推出，但是A14的气场太足了，所以它更适合于2019年9月11日上市的A13。

CPU效能测试：

苹果A13:1133点，多核477点；

高通骁龙888:117点多核，3683点的多核；

麒麟9000:1001个核心，3639个多个核心。

在单核机的表现上，苹果的A13表现最为出色。

高通骁龙888在多核系统上取得了更好的成绩。

在图形处理单元的性能方面：

与苹果A13的123 FPS以及骁龙888的骁龙888相比，麒麟9000在 GFX3.1上的表现为132 FPS。

麒麟9000拥有更出色的图形处理器，但是它的功率消耗同样很大，8.3瓦特。与高通公司7.7 W相比，苹果A13是最小的，只有6 W。

总的来说，苹果的A13处理器表现最佳，其次是 GPU；在 CPU表现方面，高通排在第二位， GPU排在第二位；在 CPU方面，麒麟9000是最差的，但是它的 GPU却是最好的。

因此，最终的结果是：苹果手机的性能>麒麟9000的性能，其次是高通的骁龙888。

甚至在更旧的机型上， Apple都可以轻易地超过麒麟9000以及高通骁龙888！

苹果在两笔并购中取得了现在的成绩。

第一桩并购案： Apple拿下 CPU设计师吉姆-凯勒2008年4月， Apple斥资两亿八千万买下了一家微型计算机研发商 PA Semi。此次并购意外地给苹果提供了150位资深的工程师，这位天才的设计者吉姆-凯勒也在此列。

由于他在 CPU方面的卓越成就，吉姆-凯勒被称为“晶片变革的领袖”。

吉姆曾任职于 AMD, Broadcom, PA Semi，苹果，特斯拉，英特尔以及其它几家领导公司，带领着晶片科技取得了重大突破。

在 AMD工作时，他参与了K7及K8体系结构的研发，曾将 AMD公司的世界市场占有率提升至20%以上，极大地缩短了与英特尔之间的距离。

在博通工作时，凯乐担任主要设计师，极大地加速了公司科技的发展。

2008年4月，苹果（Apple Inc.）并购了凯勒所属的 PA Semi，并立即加盟苹果。

凯勒曾为苹果工作4年，负责研发A4、A5处理器，该芯片应用于 iphone 4和 iphone4S，极大地提升了 iPhone的运行速度。

自那以后，苹果成为了芯片产业的领导者，它的处理器比高通的 Snapdragon芯片要好得多。

吉姆-凯勒具有把大脑中的复杂处理器的构想可视化为现实的惊人的本领。

凯勒的描述：

假如我有任何超自然的力量，我会想到电脑是如何运作的。对于诸如效能建模之类的工作，我可以在头脑中建立一个整体的模型，并把它转换成代码。这是一种非常珍贵的技巧，一半是天生的，一半是训练出来的，也许也是因为我长大之后得了失语症。

凯勒虽有才华，却谦逊地承认自己算不上是个天才。在芯片设计这个行业里，坚持和坚持比坚持要重要得多。

他一天只有七个钟头的假期，经常到室外去玩，跟小孩玩，好好吃饭，好好睡觉。

2010年6月8日，史蒂夫-乔布斯公布了 Iphone 4，即使用 Apple公司自有的A4芯片和 iOS 4系统的第4代 iPhone。

由于处理器性能的提高， iPhone能够在同一时间完成多项工作，如听歌，下载，上网。

尽管乔布斯并未透露A4处理器的具体表现，但是它的卓越表现已经被证实，它不但能够使 iPad持续10个小时，而且还推动了自己开发自己的芯片。

2011年10月5日，苹果推出了一款性能更为强劲的A5处理器的 iphone4S，该手机的图像处理能力提升7倍，并大幅提升了软件的启动、浏览网页等功能。

A5处理器不但提升了运算能力，同时也提升了装置的续航时间，达到了当时的科技水准。

2012年，吉姆-凯勒从 Apple公司离职，重返 AMD，协助研发该公司的标志产品" Zen"结构。

在2016年至2018年间，他一直致力于研发特斯拉的 FSD无人车系统，这款车的效能比起以前英伟达的产品提升了20多倍。

近来，他就职于英特尔，致力于3D叠层晶片等革新科技的研发，同时也是英特尔新型体系结构的首席设计者。

聪明的头脑和多变的事业让吉姆-凯勒成为了苹果，英特尔， AMD以及特斯拉等公司的领军人物。

华为若能聘请凯勒，毫无疑问，该公司在科技方面的开发速度将会大幅提升。

2010年，苹果购买了一家集成电路设计公司 Intrinsity (Intrinsity)，并着手研发自己的移动电话 CPU。

要知道，现在的移动电话的处理器已经不仅仅是单一的 CPU，它包括 CPU, GPU, NPU，以及基带等多个部件，这些部件形成了一个芯片（SoC）。

Intrinsity，一个在1997年创立的小的晶片公司，长久以来都与三星公司一起研发可携式晶片，专注于电子设计及逻辑晶片的研发。

EDA (Electronics Design Automation, EDA）是集成电路设计中必不可少的高效工具。

这个逻辑晶片其实就是一种 CPU，它体现了英锐公司在 CPU方面的专长。

Intrinsity最大的一项革新就是在2004年研发出了2 GHz的Fast14晶片技术。

此外，Fast14工艺能将单一硅制单元的能量提升至原来的4倍，并能制造出极小的体积，因而适用于便携式装置。

苹果在购买了 Intrinsity后，其芯片的设计水平得到了极大的提升。乔布斯还骄傲地宣布这款新手机使用了“全球最高水平的芯片”A4，这款手机能让 iPad拥有10个小时的电量。

实际上，A4芯片获得了极大的胜利，而 Apple的芯片也逐渐从 ARM体系结构中解放出来，而这一点无论是高通还是华为都不能模仿。

虽然高通宣称自己是“改造专家”，但是不管它怎么改造，它就是不能脱离 ARM体系结构的束缚。然而华为却是在使用 ARM规范的体系结构。

结果就是，苹果公司自己研发 CPU的效率要高得多， ARM体系结构因为要为广大用户提供更多的支持，所以升级很慢，这也是为什么 Apple的芯片表现如此出色的一个主要因素。

AppleA16在 iPhone 14专业版上都有哪些特点？

苹果已经将A16芯片嵌入其最新的 iPhone 14 Pro和14 Pro Max中，使其在性能上处于领导位置。

A16芯片由台积电4 nm制程打造，可容纳160亿个晶体管，而A15芯片则是5 nm制程，可容纳150亿个晶体管。

CPU保持6核心，包括2个高效核心，4个高能效核心，较A15提升12.5%，能源消耗减少20%。

当仍然是16核的时候， GPU有5核，但它的运算速度可以达到17兆次/秒，相比A15，它的性能提升了8%。

此外，A16还配备了LPDDR5，这是一款性能更好、更节能的LPDDR4X。这不但节省了能量，增加了电池的使用寿命，而且能够满足一些高需求的应用，比如8 K的视频或者 VR的播放。

在性能方面，A16的单核表现为1,950，较A15有12.5%的提升，而多核则有5500，提升15%。

总的来说，虽然相比A15，苹果A16的性能提高幅度不大，而且芯片数目也仅多出10亿个，但是苹果A16的表现仍然是最好的。

这反应了在摩尔法则的限制下，任何一项在晶片工艺上取得进展的难度都会增加，而这也是苹果与台积电所面对的问题。

最后一句话

尽管其对军工产业的短期冲击很小，但却是一个企业乃至一国科技力量的集中体现，对科技发展的重要性日益凸显。

华为"无芯可用"和苹果"先人一步"的做法相比，在处理器技术之争上，增强自主能力显得更加迫切。

华为能不能超过 Apple？这家公司能够在接下来的五年或者十年里实现这个目标吗？