近兩天,蘋果硬件技術高級副總裁斯強尼·斯洛基(Johny Srouji)在發布會結束之后,接受媒體訪問時表示,蘋果會提前3年開始一款芯片的開發,3年前發布搭載A8芯片的iPhone 6時,蘋果就已經在開發A11仿生芯片了,然而三年前移動行業關于AI和機器學習的話題還不多。
三年之后,蘋果的最新一代旗艦智能手機iPhone 8、iPhone 8 Plus和iPhone X(iPhone 10),均搭載了全新的移動芯片A11仿生。得益于自主設計的GPU圖形處理單元和擁有無限潛能的神經網絡引擎,以及一系列前所未有的高度定制單元,蘋果表示A11仿生是iPhone上有史以來最強大、最智能的芯片。
幾天之前,來自Geekbench 4非官方的A11仿生芯片基準測試顯示,蘋果在幕后有一個快速的芯片,無論是但和平均得分還是多核跑分成績,均秒殺所有手機行業內同基于ARM授權設計的移動處理器。關鍵是,對比x86平臺的2017年款MacBook Pro,這款搭載3.1 GHz英特爾Core i5處理器A11完全沒有甘拜下風。如下圖:
跑分證實A11 CPU性能爆炸,強無對手
日前,真正來自Geekbench新增加的官方跑分終于出爐了,結果顯示A11仿生的成績甚至比泄露的數據還要高。其中,iPhone 8的 A11單核成績達到了4203分,多核測試跑分高達10065分。
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對比之下,作為今年最好的 Android旗艦智能手機標桿之一, Galaxy S8的單核分數僅為1965分和而多核也只有6494分,與 A11 芯片相比這的確一個巨大的差異。事實上,這樣的分數應該看作是與去年的 iPhone 7 系旗艦競爭,而不是最新 iPhone 8 系,而蘋果的優勢可延續到明年。
與此同時,從上面的跑分我們還可以看出,同樣是搭載的 A11 仿生芯片,蘋果 iPhone 8 和 iPhone 8 Plus的 Geekbench分數要比 iPhone X高一些,單核差異幾乎可以忽略不計,但多核大約差7% 左右。之所以有區別,常規猜測大多認為這與顯示屏分辨率和內存大小有一定的關系。
另外,按照蘋果官方的說法,A11 仿生的 CPU采用了六核心設計,由2 個高性能核心與4 個高能效核心組成,相比 A10 Fusion,其中兩個性能核心的速度提升了25%。我們通過 Geekbench分數對比 iPhone 7 和 iPhone 8, A11 相比 A10 的的確如蘋果所說,單核的速度上快了25%,不過多核提升就相當驚人了,速度提升了80%。
當然了,A11 仿生足夠全能這點毋庸置疑,但 Geekbench主要是針對 CPU性能的測試,A11 仿生芯片提供了新的神經網絡引擎、自主設計的 GPU、相機 ISP圖像信號處理單元和其他單元,這些功能模塊自然不在 Geekbench基準測試的范圍內。
這一次最新來自 Geekbench官方數據,再一次證實了 A11 仿生芯片的強大之處,至少在 CPU性能上超過了目前所有 Android 旗艦級智能手機的 ARM 芯片。而這也是意料之中的事,因為近幾年來前蘋果的 A 系列芯片都在干同樣的事情,尤其是在單核心性能上強無敵,即便是兩年前的 A9 單核性能依然擊敗了今年的所有 Android 旗艦。
再次對比2017 款13 英寸 MacBook Pro,發現 A11 的分數 A11 確實可比肩 Kaby Lake Core i5,單核接近,多核甚至更高。但需要說明的是,很多性能轉化的任務,在 MacBook Pro 上可以實現,而這些卻無法運用到智能手機上。例如說,MacBook Pro 可以驅動更大、更高分辨率的外接電視,并在上面執行相應的任務,而 iPhone 做不到。
芯片之外的一些東西
眾所周知,更高的分辨率意味著要處理更多的像素。這也是為什么 iPhone SE 的 A9 芯片(單核2394,多核4083)性能仍可擊敗新 Android 旗艦手機的原因之一,畢竟分辨率更低總像素更少。大多數 Android 旗艦一直在追求超高分辨率的顯示屏,尤其是三星,長期將自己開發的屏幕作為主要賣點,但分辨率越高同樣的芯片性能表現劣勢便越明顯。
相比之下,蘋果并沒有急于為 iPhone 搭載高像素的顯示屏,而是先從移動 SoC 芯片著手,通過努力研發芯片以滿足現有高分辨的顯示屏需求。而對于顯示屏選擇,蘋果所考慮的則是分辨率之外的其他定性因素,比如顏色精度和色彩范圍等等。
自從3 年前推出 iPhone 6 和 iPhone 6 Plus 以來,蘋果就沒有改變接下來新款 iPhone 的分辨率。只有在 iPad 上的方向不同,蘋果通過研發帶有更強 GPU 圖形性能的“AX”系列芯片(如 A8X、A9X 和 A10X )平衡分辨率的提升,畢竟近年來新 iPad 和 iPad??Pro 這些機型的屏幕分辨率要比 iPhone 高得多。
幾年前,相信很多人注意到,屏幕分辨率更高的 iPhone 6 Plus ,在跑分中被尺寸更小的??iPhone 6 擊敗,在實際使用中同樣如此。就是因為其屏幕像素更多,大概200 萬左右,相當于 iPhone 6/7/8 的兩倍。其實 Plus 機型一直是將原生像素點3x 渲染,然后再執行 1.15 倍的縮放,才正好是實現顯示在屏幕上 1920×1080 像素。
蘋果全新的 iPhone X 做了調整,與 Plus 的機型一樣,像素也會做 3x 渲染,但現在是完美呈現 3x 分辨率,也就是蘋果所說的超視網膜(Super?Retina)級別的 2436 × 1125 像素。因此總像素超過 270 萬,幾乎是 iPhone 6/7/8 的三倍像素,沒有進行任何縮放。那么高的分辨率,蘋果必然將 A 系列芯片的圖形性能改進,而這些改進正是基于之前 AX 芯片的積累,才滿足了 iPhone X 驅動高分辨率屏幕的需求。
相比之下,很多盲目追求分辨率的安卓廠商,如三星 Galaxy S8 提供了超高 420 萬總像素的屏幕。然而,至今卻沒有與這一像素相匹配性能的芯片問世,因此在實際性能表現上,S8 也就與 1080p 分辨率的旗艦機差不多而已,包括與華為和小米這些分辨率要更低的旗艦手機相比,畢竟芯片性能夠滿足后兩者。?
A 系列芯片的優勢源于世界級的芯片團隊
如今在移動領域,定制芯片的手機廠商不少,包括三星、華為和小米,這些都是蘋果的競爭對手。不過,這些競爭對手與蘋果的差距依然不小。就拿三星來說,早在 2010 年時蘋果和三星仍就芯片事宜曾密切合作,三星擁有自己的芯片工廠,而且在蘋果首次推出定制 A4 芯片之前,三星在移動領域已經有多年的芯片研發經驗了。
然而,在過去 7 年時間里,這一切發生了翻天覆地變化,針對芯片研發蘋果投入了大量資金,特別組建了一支世界級的芯片團隊,并且非常執著于能效,而且也不會以犧牲性能來換取。在一切努力下,每一年蘋果研發的 A 系列芯片,都能在超過 2 億出貨量的 iPhone 中服役。不僅如此,蘋果還擴展更多應用于不同設備的芯片,包括 S 系列芯片、T 系列芯片和 W 系列芯片。
相比之下,三星以及其他所有定制芯片制造商,雖然擁有定制芯片,依然無法擺脫傳統芯片供應商的依賴。例如三星,雖然設計了 Exynos 系列芯片,但旗艦機主要使用的還是高通的驍龍芯片,華為也是從近年才開始滿足定制芯片的供貨需求,不過華為的 CPU 依然是公版設計,稱不上全定制。并且,這些擁有定制芯片的手機廠商,實際基于定制芯片的產品出貨量規模,依然比蘋果小很多。?
當然了,這一切也與公司的規模有關,蘋果通過高端移動設備賺取了行業最高的利潤,得以規?;L期維持芯片研發,并投入到核心技術專利中。相比之下,其他競爭對手大多擔負不起芯片技術研發費用,不具備開發定制芯片所需的巨大資源,更別提打造最先進、最出類拔萃的芯片了,大多數 OEM 廠商只能從高通直接購買解決方案。
而這一次,蘋果在 A11 仿生芯片當中,又更進一步還引入了自主設計的 GPU,從定制 CPU 再到自主 GPU,一枚自主芯片的復雜程度遠遠超過迄今所有 OEM 廠商,無疑再一次拉大了與這些競爭對手的差距。很難想象接下來蘋果還會自主設計哪一些關鍵核心部件,考慮到定制芯片作為蘋果長期重要的戰略之一,必將有助于保持其在移動中持續占據主導地位。
話說回來,那跑分高定制多又有什么用呢?
相信很多人一定會問這樣的問題,畢竟有太多人陷入了國內外單純比拼應用啟動速度的測試當中。在這里需要說明的是,性能相差不大的同期芯片,自然不用期待應用體驗之間的巨大差異。但隨著 A11 性能逐漸拉開差距,再加上大量的定制特性,同樣的應用程序將越來越難移植到 Android 平臺上。
簡單來說,這個差距將導致這樣的局面:同一注重性能和功能的 app,iPhone 運行流暢無比,針對硬件定制的功能豐富,而 Android 無法保持同樣的高效運行,更無其定制功能。
正如兩天的采訪中,蘋果公司全球市場營銷高級副總裁菲爾·席勒,以及蘋果硬件技術高級副總裁斯強尼·斯洛基所提到的,如果 A11 背后沒有一支瘋狂、專注的芯片開發團隊,或許它也只是一塊不足掛齒的芯片。
其中,斯洛基表示:“我們 10 年前就開始做這樣的事情,設計我們自己的芯片,這是為蘋果硬件和軟件特別優化,實現真正定制的最好辦法。這不是你隨隨便便,想做就做的事情。”
而席勒則表示:“現在我們走在一條非常明確的發展道路上。每一代產品的核心元素之一都必將是其內置的芯片,對于我們而言,這些芯片本質上是產品定義的重要組成部分。”