為什麼高通和華為沒有設計出一款超越蘋果A11的處理器?

滿目清香

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蘋果A系列芯片的強大,主要是CPU上的強大,但是在其他方面還是高通上強一點。而且在通訊基帶上,高通和華為可以比蘋果更加好。

A11 仿生芯片在 Geekbench 4 的性能基準測試中表現非常強勁,單核平均得分高達 4169,而多核得分也有 9837 將近一萬的分數,這樣成績真的是領先了安卓陣容一年。

雖然去年開始,蘋果已經自行研發GPU了。但是在GPU上跟高通還是有一點差距,不過差距也不大。而且蘋果屏幕的分辨率沒有安卓的高,對GPU的壓力不怎麼大。同時,得益於強大的CPU和iOS加持,所以蘋果本身的遊戲表現真的很好。

這個時候,看似蘋果已經完爆了安卓了。

但是你們忽略了一個重點,那就是基帶。通訊基帶也是一項非常複雜的工程,而且彙總了大量通訊行業的專利。蘋果在自行研發的芯片採用了外掛的基帶,之前本來是高通承包的,但是後來引入了英特爾的基帶。去年1月,蘋果已在北京對高通提起訴訟,稱高通濫用在芯片行業的地位,並尋求10億元人民幣的損失賠償,其中很大部分就是蘋果給高通支持的基帶的費用和專利費用。

很多人說華為的芯片是買ARM的架構來組裝的,你倒是沒有發現,華為的基帶是世界上一流的水平。華為的旗艦機的信號和通訊水平都是槓槓滴,主要是華為有自主的基帶,配合華為的通訊設備業務的積累和優化,所以華為的信號真的棒。如果華為不做基帶,那麼它在通訊設備行業真的有點難立足了,你可知道我們很多的基站都是華為中興提供的。要是光設計CPU和GPU什麼的,華為和高通這麼強大研發,真的沒有怕過誰。


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關於驍龍芯片似乎在性能上不如同時期的蘋果A系列,高通的內部人士曾公開回應過,算是比較權威的解答。

他表示,A系列芯片僅僅是AP(應用處理器),而驍龍則是同時集成AP和BP(基帶)的SoC,設計複雜難度高很多。高通認為,如果純粹是隻做一款AP,高通的結果不見得比蘋果差。

具體來說,這番言論的意思是,歷代的iPhone手機都是外掛基帶,而高通驍龍包括華為的麒麟則是需要在一塊芯片上同時集成基帶。基帶可以說是手機的第二心臟,通訊的第一司令官。

所以,要在有限的面積裡同時兼顧CPU/GPU和基帶的性能、發熱、功耗,這個難度不是iPhone可以比擬的,具體可參考A9和A10時代的主板設計(iPhone 7之前都是外掛高通的基帶,要交給高通海量的專利費,iPhone 7開端有有些機型外掛Intel的基帶)。

那麼蘋果為什麼集成不了或者做不了基帶?

儘管蘋果公司在芯片規劃和消費電子產品研製才能很強,但是在通訊領域沒有技術積累,也沒有專利。 而華為和高通都是通訊起家,專利和經驗豐富深厚。

不過,也必須承認的是,單蘋果的AP的確也強悍如猛獸,尤其是這一代A11,GB4的初步跑分單核接近4K,多核直接破萬,已經摸到了Intel x86的屁股,而這一切都不是偶然的。

考慮到A10的信息較少、A11更是規格尚未公佈,來看看A9和驍龍820時代在CPU設計方面的核心指標——

網友削腚惡總結的原因是,Ax系列從64bit的A7開始,跟ARM陣營其它CPU拉開差距的主要因素是:超寬的發射寬度(6-issue),超大的微指令區大小(192micro-ops),超寬的流水線深度,超大的L1,L2,L3緩存(SRAM可是很貴的),較低的邏輯延遲。這些單個拿出來都無法決定一個CPU的性能,但是當這些優勢都集合到一起的時候,就造就了一個能效比極高的怪獸。

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綜上,高通驍龍和華為麒麟因為要在SoC集成基帶,所以沒法像蘋果那樣狂堆AP部分,如果有機會單獨拉出來比拼,結果不一定是誰輸誰贏呢。


快科技問答

因為蘋果能賺錢

一般來說,蘋果公司宣佈推出新iPhone時,隨之也會推出一款全新的系統級芯片,同往常一樣,今年新推出的iPhone 8、iPhone 8 Plus和iPhone X都使用蘋果自研發的A11仿生處理器。

蘋果最新的SoC(芯片、處理器)與高通、三星、華為的最新產品都不可避免地進行比較,結果當然是蘋果完勝。那麼,為什麼蘋果的SoC似乎總是打敗競爭對手?為什麼Android的總是落於人後?這裡需要好好解釋一下。

先從蘋果A11仿生處理器開始

蘋果芯片的設計使用,都是源於ARM(公司)的64位架構的處理器,這意味著蘋果與高通,三星,華為等廠商,均使用相同的RISC芯片架構。

但不同之處在於,蘋果擁有ARM的架構許可證,允許它從頭開始設計自己的芯片。蘋果公司的第一個64位ARM處理器是iPhone 5S中使用的A7芯片。擁有雙核心,主頻率為1.4 GHz,並採用四核PowerVR G6430 GPU(圖形處理器)。

而蘋果最新推出的A11新品,擁有六核心,採用異構多處理(HMP)和自研發的GPU。其中,六個內核由兩個高性能內核(代號為Monsoon)和四個節能內核(代號為Mistral)組成,並能夠同時用所有核心進行工作。比上一代A10分開工作的高性能核心集群和高能效核心集群更加出色。

蘋果聲稱這兩個高性能內核比A10內核快25%,而四個高效核心的能力比A10的節能核心快了70%。工藝方面,A11採用臺積電的10納米制造工藝,芯片包含43億個晶體管。尺寸為89.23平方毫米,比A10小30%。

來自iPhone 8 Plus的跑分測試,該設備在Geekbench的單核測試中得分4260,在多核測試中得分為10221。

我們來對照一下高通驍龍835

看圖說話,蘋果A11採用與高通驍龍835相同的製造工藝。A11是六核CPU,而835是八核。A11仿生處理器可以在每個核心上進行進程調度,835也可以做,但A10不能。儘管有類似的規格,但是A11的單核Geekbench得分是高通驍龍835的兩倍。

為什麼?

這裡有個前提,Geekbench不會測試SoC的其他部分。像DSP,ISP和任何與AI相關的功能,都將影響這些處理器設備的日常體驗。但僅僅速度上,蘋果A11更具毀滅性。

在這裡需要來一段蘋果和高通的競爭歷史課

目前可以肯定的是,蘋果公司在2013年宣佈推出64位A7芯片後,高通就追不上了

。在那之前,蘋果和高通都出貨生產32位的ARMv7處理器,並應用在手機上。當時高通32位的驍龍800處理器還處於領先地位,與之配合的圖像處理器Adreno 330命運也很好。

而當蘋果公司突然宣佈推出64位ARMv8芯片時,高通意識到危機,但是手上什麼都沒有,雖然不久之後高通的64位處理器也來了。

相隔一年的2014年4月,高通推出了具有四個Cortex-A57內核和四個Cortex-A53內核的驍龍810,這是一款不完善的64位處理器。但在同一年,蘋果公司宣佈推出其第二代內部64位的A8處理器。

直到2015年3月,高通才宣佈推出其第一代內置64位處理器,即驍龍820與其定製的Kryo CPU內核。同年9月,蘋果公司已經推出第三代 64位處理器,即iPhone6S採用的A9,整整領先高通兩個版本。

2016年,高通公司的產品再次迎來更新。來自ARM最新的CPU設計,高通量身定製開發出了Kryo 280 內核架構,也就是驍龍835處理器,採用四個Cortex-A73內核(具備調整功能)和四個Cortex-A53內核(具備調整功能)。發佈時間為2016年冬季,欲對標蘋果iPhone7的A10處理器、

然後就到了今年iPhone8的A11處理器了,與之對標的2018高通旗艦處理器還未出現。

蘋果的CPU內核有什麼不同?

一、 雖然ARM自己在2012年10月份公佈了Cortex-A57(64位處理器),但在時間上,ARM的合作伙伴將在2014年才能發佈第一批64位處理器。但是,蘋果2013年的手機就有64位ARM CPU了。並從此設法將這一年的距離拉大,事實如此,蘋果每年都會有一個新的CPU核心設計。

二、 蘋果設計的芯片與手機發布緊密相連,

雖然設計高性能的手機CPU很難,但是高通想要適配那麼多安卓手機則更難,需要更長的時間。(Cortex-A57於2012年10月發佈,但直到2014年4月才出現在智能手機上。)

三、 蘋果的CPU很大。在這項競爭中,大則意味著貴。據Linley集團的2016年報告,蘋果A10的核心“是其他高端移動CPU的兩倍”。即使較小的Zephyr內核比其低功耗的芯片要大得多。

這裡最關鍵在於,蘋果賣的是手機,而不是芯片。

因此,它可以使芯片用料很貴,並在其他地方收回資金,包括所使用芯片的手機最終價格。

四、 蘋果的CPU有很大的緩存,裡面所用到的硅材料同樣很貴,對於一些芯片製造商而言,其利潤率甚至可以靠節省0.5平方毫米硅片來實現,但就像剛才說到的,蘋果在這方面無需拮澀。

在Cortex-A75之前,ARM的Cortex處理器都沒有支持L3緩存。但自從A7以來,蘋果一直在使用大型L3緩存。Apple A7和A8擁有1 MB L2高速緩存和4 MB L3高速緩存。A9和A10具有3 MB L2緩存和4 MB L3緩存,總共為7 MB緩存。根據Geekbench的信息顯示,A11具有8 MB的L2緩存,沒有L3緩存。雖然Cortex-A75現在支持L3緩存,最多4 MB和4 MB L2緩存(每個核心0.5 MB),但這些都是由高通公司等芯片製造商決定是否使用的。

總結

不可否認,蘋果擁有世界級的CPU設計團隊,在過去幾年中一直在世界各地生產出最好的SoC。蘋果的成功並不是魔術。

在蘋果你可以看到,優於其競爭對手的開發應用實踐,以及每次僅為一兩款產品開發的堪稱奢侈品的芯片。正常情況下,蘋果是處於絕對領先地位的,高通三星華為都將面臨大黑天,除非:

一、蘋果作死

二、芯片廠商不顧利益的聯合打擊


黑子可可

看了一些回答,我想說下。所謂的基帶論其實只能忽悠門外漢。簡單的想把集成作為性能差距的藉口是不負責任的。如果高通放開專利這塊,能設計並生產基帶的公司多了去了,都不用到蘋果這個層面。

咱們不用專業知識,就簡單的邏輯思考下。高通有單獨的基帶,事實上蘋果直到最近開始使用intel基帶之前,大部分使用的都是高通的基帶。既然也量產了單獨的基帶,既然覺得自己性能沒做上去是因為集成基帶,那就做兩個版本大家選咯。你看選啥的多。蘋果這麼多年都用這個架構,也沒什麼不可以的,你做個分開的版本,不就追平蘋果性能優勢了麼。

蘋果之所以不設計集成基帶而直接購買,和能不能設計和能不能生產沒有任何關係。以目前蘋果的實力,收頂尖的實驗室或者團隊分分鐘的事,做個基帶基本和做雞蛋炒飯難度差不多。而事實上蘋果這些年也是這麼操作的。通訊業發展到今天,基本上處於扁平化的態勢,沒有什麼你能做我不能做的東西,有的,只是知識產權築起的壁壘高牆。我自己設計自己生產,每生產一塊還要付給你專利費,那我為啥不直接購買呢。為什麼很少有廠商做cdma手機?因為就算高通沒參與任何研發生產,只要你做的是cdma手機,你就要給高通交錢,而且按部計算。難不成還是cdma手機太難做一般廠家做不出來麼。

這個問題,偏向於正確的答案,除了技術實力意外。比較大的因素是兼容性問題。蘋果設計的a系列處理器只需要考慮自家的一畝三分地,充其量不到十種產品。這種情況下,蘋果的定製能力就發揮到了極限,不用畏手畏腳,甚至可以做到整個產品設計為這塊處理器服務。高通就做不到,與性能相比,高通還要考慮兼容的問題。可以說這是ios和安卓兩個陣營從一開始就決定了的特質。而且在可預見的未來,這種性能優勢還會繼續保持。除非哪天高通自己做手機,單獨開發一塊專門的版本,那我相信高通有這個實力。

華為暫時來講還要更差一步,麒麟的定製方案由於還是以華為自己的手機為載體,那對於整個生態的兼容性就會差不少。所以華為的手機經常出現的問題是,高分低能。或者你用某些常用軟件,他的表現還不錯,但如果使用一些小眾軟件,那麒麟的表現可以說遠不如那些評分軟件給分的水準。


蒼勁的蘭亭

雖然說現在跑分不可信了,熱衷於跑分的廠商也不在跑分了,但是跑分都是根據硬件規格來的,還是有一定的可信度,單核跑分上面高通835取得了1998的分數,蘋果A10處理器取得了3399的分數,而AA1則取得了4260的分數,直接就是兩倍啊,就算跑分在不可信,高出這麼多也是有一些依據吧。

其實性能上高通不如蘋果大家普遍的一個說法就是芯片的結構問題,蘋果的處理器是和基帶分開的,而高通的基帶是整合在一起的,體積就決定了一切!做為通訊業的霸主,高通想要將性能超越蘋果還是可以的,只不過這一絲差別,高通無所謂了。

安卓本來就和IOS沒有什麼可比性,蘋果的性能在怎麼強悍,高通的處理器仍然是安卓行業裡面最強的,所以說高通和蘋果也算不上競爭對手,無關利益當然不會激發高通的鬥志,如果安卓陣營有一個處理器要超越高通了,那高通就應該要緊張了!


做處理器我個人認為重要的不是性能,而是集成度、工藝製程、技術支持!率先大規模量產10nm處理器,處理器一起打包了不少東西給手機廠商,全網通、快充、雙攝支持、高分辨率支持等等,這一切都是高通的功勞!

正是蘋果的處理器只給自己用,所以在系統優化上也會來的比安卓更優秀,跑分也是基於系統的,如果高通835放在IOS系統上面是不是也會很強呢?話又說回來了,安卓和IOS本身就沒有可比性。

就算蘋果配置比安卓手機低,流暢度蘋果也能領先安卓!


一個安卓,一個IOS有什麼可比性?IOS系統本身就算的上是一個大優勢。

你和一個勢均力敵的對手進行五公里負重越野,他背5公斤的東西,你背15公斤的東西,

這場比賽在一開始就已經有結果了。


水哥愛搞機

arm是最早由Apple和幾家公司聯合資助的項目。jobs回到蘋果後就把Apple在arm的股份賣了,用賺到的錢再資助蘋果重生。Apple在近代的risc的芯片設計上有過不可磨滅的貢獻。除了arm,ppc也是Apple和IBM/Motorola合作項目。光有了芯片還是不行的。蘋果在compiler領域也是極牛的。現代有關CPU芯片設計是和compiler等toolchain緊緊相連的。華為和Qualcomm是做通信技術芯片的。和CPU的設計是不同的。我個人認為CPU較難,因為CPU必須要generic,但是通信芯片是application specific的,沒有抽象化的需求。如果沒有IP的限制,通信芯片設計是較容易的


兔子2049

高通華為不能設計出性能更牛逼的超越a11處理器的根本原因在於處理器的設計研發能力,雖然都是採用arm架構,但是蘋果有數十年的處理器研發歷史,能夠利用arm開發的架構深層研發,做出性能高於arm內核的處理器,而高通就差一點了,他連arm的研發速度都跟不上,自己研發的內核時常還不如arm的基本款,現在都說驍龍835就是魔改的arm a73內核,而華為由於進入處理器遲,現在基本不能從arm的架構上研發,也不怎麼會像高通那樣魔改(也沒必要),完全採用arm的內核設計公版製作,自然無法超越蘋果,因此它倆要想超越蘋果就需要arm研發的內核效率超越蘋果,可arm不僅要研發內核,還要研發新架構,不會花太多精力搞內核研發,所以暫時蘋果領先,不過arm在開發出新的架構效率有顯著提升的話,蘋果在不夠買新架構專利的情況下是無法擊敗arm新架構的新內核的。補充一下蘋果研發處理器的歷史:


1994年,蘋果更新了它的Macintosh產品線,推出了Power Mac系列。它基於IBM、摩托羅拉和蘋果三家共同開發的PowerPC系列處理器。這款處理器使用RISC(精簡指令集運算)結構,它超過了之前Mac所使用的Motorola 680x0系列,而且有本質的不同。蘋果的系統軟件經過調整,能讓大部分為舊處理器編寫的程序在PowerPC系列上以模擬模式運行。

任飄零89281552

由於ios和安卓系統因素所以有幾點不同

ios系統對於後臺管理機制是與安卓不一樣的 ios的app store對於開發者的軟件是有要求的 所以ios上的應用程序是要對接蘋果的數據接口的 所以ios的墓碑機制的情況下 應用已經被殺了之後還會準時接到推送通知 這樣的情況下ios對cpu單核性能要求高 對於cpu的多核性能要求就不是那麼的高

而安卓系統是開放系統 它對於軟件的後臺要求很寬鬆 不是墓碑機制 所以安卓手機旗艦內存都是6G或者8G 而蘋果最新旗艦才3G 它要求有足夠的空間來保證應用程序的後臺運行 所以安卓才有一鍵手動殺後臺的設置 所以他對於cpu的多核性能要求還是比較高的 其實包括A11的還有很多蘋果處理器單核性能把高通華為秒成渣 但是多核性能大多數情況都是高通領先 這是由於系統問題造成的 其他高通的每年旗艦都是很強的 高通的旗艦soc都是每年讓眾多手機廠商掙首發或者旗艦的必定搭載的soc 高通是一家soc供應商 他並且沉澱深厚 華為的海思處理器 畢竟發展史比較短 而且它是一家中國公司 資源也受到了一些限制 但是海思這幾年發展迅猛 安卓陣營性能方面除了高通也就是華為的海思旗艦芯片了吧 傳聞不是海思980要趕超甚至超過高通了嗎 還有前一段時間寒武紀發佈的新一代npu 估計華為980也會加持 手機的流暢性不是一味地堆硬件 還有系統優化的問題 華為的系統不是早就宣佈500天不卡頓 對於安卓資源進行管理的承諾嗎 這點可能不緊是AI方面的關係 還是華為對自己cpu的針對優化的結果吧 ios的流暢性就是蘋果針對性優化 還有對開發者的app規則性限定的結果 而且cpu不緊是性能方面 還有功耗平衡 手持ipx 覺得A11發熱耗電控制的不行 有人說是雙主板設計的原因 soc是個集成芯片 蘋果在基帶方面不就不如華為和高通嗎


勿忘心安

從技術上來說高通有能力設計一款與A11並駕齊驅的CPU,但是安卓體驗跟不上iOS,也就是說多費了40%力氣卻只有5%收穫一樣。

高通作為設計和生產通用芯片,芯片包含了基帶+CPU+GPU+協處理器這些主要模塊。如果將這40%力氣放在其它模塊都比放在CPU好。

於是就出現了高通賣基帶送CPU的梗,因為高通基帶真的很好。華為走的也是這個路線。

蘋果A11芯片雖然性能強勁,但是沒有集成通信基帶,所以耗電量會比單獨一片芯片高,於是蘋果的高性能和省電調教好就跟高通的旗艦芯片差不多。蘋果領先的是其iOS的優化能力。

同時這也是蘋果手機做不了雙卡雙待原因。無法在iphone小身板裡集成另外一套天線和基帶。


heipi雪人

剩下就比高通和蘋果了,高通技術比蘋果好,但是有一點不能忽略,高通不自己製造手機,都是造芯片給別人用,這就決定了高通在用戶體驗上沒法把控,比不上蘋果,從而造成一種錯覺,蘋果芯片比高通牛逼,其實是錯誤的,高通更好,高通在ap+modem這塊目前放眼世界無人能望其項背。三星不行,蘋果不行,mtk,華為更不行,展訊不用提了。

這是個用戶體驗為王的時代,蘋果自己設計芯片用在自己手機上,系統也是自己的,所以成為王者,這個時代玩的就是綜合實力,華為高通都不行,在蘋果面前沒有自己系統決定了必須輸。


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