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技术宅:解密苹果A10为何更换四核架构

李勇
2016年09月19日17:19 | 来源:手机中国
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原标题:技术宅:解密苹果A10为何更换四核架构

  相比增加的那些“新”功能,苹果iPhone 7系列所采用的全新A10 Fusion芯片无疑要抢眼的多,要知道每一代的A系列芯片都会有大幅的性能提升,掀起新一轮的“芯战”。这一代的A10 Fusion成为苹果首款四核处理器,官方数据显示,它拥有33亿个晶体管,相比iPhone6s的A9处理器快40%,是A8的2倍,图形处理器比A9快50%,是A8的3倍。

  资深果粉应该清楚,苹果是从A4芯片(iPhone 4)开始自主研发,此前所采用的芯片基本是由三星提供,而从A6芯片(iPhone 5)开始,苹果从公版构架改为自研构架,历代A系列芯片的改进可以参考下表。

型号 制程 架构 主频 GPU
A4 45nm Cortex-A8单核 1Ghz PowerVR SGX535
A5 45nm Cortex-A9双核 1Ghz PowerVR SGX543MP2双核
A5X 45nm Cortex-A9双核 1Ghz PowerVR SGX543MP4四核
A6 32nm Swift架构双核 1.3Ghz PowerVR SGX543MP3三核
A6X 32nm Swift架构双核 1.4Ghz PowerVR SGX 554MP4四核
A7 28nm Cyclone架构双核 1.3Ghz PowerVR GX6430四核
A8 20nm Typhoon架构双核 1.4GHz PowerVR GX6450四核
A8X 20nm Typhoon架构三核 1.5GHz PowerVR GXA6850八核
A9 16nm Twister架构双核 1.85GHz PowerVR GT7600六核
A9X 16nm Twister架构双核 2.26GHz PowerVR Series 7XT十二核

  从上表苹果历代CPU的发展过程可以看出,每一代A系列芯片的性能提升都离不开制程、架构、主频、GPU这四个方面的改进。来看看苹果A10 Fusion,目前得到的信息是它依然使用台积电16nm工艺制程,主频为2.23GHz,并没有达到此前传闻的2.4GHz。

  我们知道在CPU生产过程中,工艺越先进,制作集成电路的精细度越高,在同样大小的面积中可以制造更多的电子元件,CPU的功耗也就越小。例如苹果A9就采用了两种工艺,一种是三星14nm FinFET,芯片总面积大约为96平方毫米;另一种是台积电16nm FinFET,芯片总面积大约为104.5平方毫米。理论上三星14nm制程的A9会比台积电16nm制程的A9更优秀,但结果恰恰相反,主要是三星自己作死,从28nm Planner技术直接跳阶到14nm FinFET,步子太大难免扯到蛋。

  再来看下A9和A9X,相比A9,A9X的主频提升到2.26GHz,并且GPU达到恐怖的12核,功耗和热量有些爆炸。所以在同为台积电16nm制程的情况下,A9X芯片总面积大约为147平方毫米,相比A9的104.5平方毫米变大了,提升面积有助于快速散热。好在A9X是用在iPad上面,内部空间足够。

  那么A9和A10呢?A10的主频提升到2.23GHz,和A9X的差距很小,GPU方面,虽然不如A9X两倍提升那么大,但A10相比A9快50%的提升也不小了。那么问题就来了,既然iPhone 7和iPhone 6s的尺寸基本上一致,而且A10和A9都是台积电16nm制程,能耗和发热问题显然不能像A9X那样通过增大芯片面积来解决。所以苹果才会将A10由双核更换为四核,两颗高性能核心可以保证A10相比A9在性能上的提升,两颗低功耗核心可以让大核心得到缓冲。

  还有个问题是,如果下一代iPad Pro的CPU,也就是A10X,如果工艺依然是台积电16nm不变,那么它单核心的性能提升非常有限,毕竟A10都到了2.23GHz,你不能指望A10X上到3GHz。如果想要保持A10X相对A10的性能提升,苹果很可能会在两颗低功耗小核上面做文章。四颗大核?好像有那么一点可能,iPad的尺寸够大,散热问题相对好解决一些。

  最后我们还是看看苹果A10 Fusion的性能到底有多强吧。

  Geekbench 4的测试中,iPhone 7(A10)、iPhone 6s(A9)、iPhone 6(A8)的单核得分分别为3462、2519、1533,换算下A10比A9快了30%,比A8快了220%。

  而安卓阵营常见的骁龙820、Exynos8890、海思950以及联发科X25,在CPU性能方面相比苹果A10的差距非常明显,甚至还比不上A9。

  GPU性能借鉴了安兔兔的3D测试,iPhone 7(A10)、iPhone 6s(A9)、iPhone 6(A8)得分分别为48564、34811、19717,换算下A10比A9快了31%,比A8快了240%。

  安卓阵营方面,骁龙820得分达到53755,比A10要强;Exynos8890的性能和A9相近;海思950以及联发科X25则和A8相近。

  苹果A10 Fusion确实是目前性能最强悍的智能手机芯片,但我们也要清醒的认识到,性能虽然是一个很重要的参数,但在各家处理器性能普遍过剩的情况下,日常使用时的区别并没有多大,只有在高负载的大型游戏场景,才能感觉到性能所带来的区别。由于A10相比A9在性能上的提升并没有特别大,所以拥有iPhone 6s、iPhone 6s Plus的用户完全不需要更换iPhone 7。当然,款爷款姐以及一年一换的朋友请无视。

(责编:张歌、沈光倩)

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