有人说苹果手机的CPU非常强大,为什么会这样?苹果cpu又是谁设计的?

秋刀红叶


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同种工艺制成的前提下,手机处理器性能排名一直是苹果优于高通,高通优于华为,至于三星处理器国内使用较少(不支持全网段),暂不进行讨论。无论是苹果、高通或者华为处理器,三者均使用ARM框架进行设计,那么为何苹果处理器的性能要明显的优于高通、华为呢?

今天,我们一起来看看产生这种现象的原因吧!


苹果处理器的设计者

苹果A系处理器的设计离不开Srouji这个人,最近传闻Srouji将会被Intel挖走担任其CEO,不过Srouji回应道苹果很好,自己哪里也不愿意去。Srouji于1993年至2005年在Intel供职,具有相当丰富的芯片研发经验,2005年至2008年端在的在IBM公司任职,2008年跳槽至苹果公司。苹果旗下A系处理器芯片均几乎均出自Srouji之手。

苹果今年创新能力持续下降,但是手机处理器性能依然保持了领先,无论是CPU或者是GPU的性能均碾压同时代的高通、华为处理器。本次苹果iPhone 11系列发布会上,苹果罕见的将自家处理器与三星、高通、华为处理器进行了对比,具体情况可参考下图。



苹果、高通、华为处理器均为ARM框架,性能上的差异最大的根源在于各家的研发实力。苹果的设计能力将领先同时代的高通、华为,这与Srouji的贡献分不开。

其次,苹果公司并不具备通讯基带的研发能力,通常主板上会以外挂三方基带芯片的方式来解决苹果手机的通讯问题。这样,同样工艺制程的芯片,同样大小的面积,苹果处理器芯片能够容纳的晶体管数量明显会优于高通、华为。最后,苹果公司A系处理器与iOS系统结合得更加紧密,iOS系统可以根据A系处理器芯片来量身打造,最大程度地发挥这款处理器的性能。

苹果iPhone 11系列依然使用刘海屏的设计,后置摄像有模仿华为使用“浴霸”造型,并不支持5G网络通讯等,可以说本次苹果新机发布并无太多的亮点。苹果手机至今依然能够保持着较高的溢价能力,处理器芯片可以说是功不可没。


关于苹果手机处理器领先华为、高通的事情,您怎么看?

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谢谢您的问题。苹果处理器确实有其过人之处,因为设计师就很了不起。

iPhone的转折与发展。iPhone4之前,苹果的iPhone产品主要用第三方的处理器,包括ARM、三星的,其性能放在今天不敢恭维,但是当时性能算是很出色的。从iphone4开始苹果的cpu就是自行设计,推出了自主研发的A4处理器,也是苹果首次使用A系列处理器。该处理器是三星代工的,包括后期A5,A5x,A6,A6x,都是三星代工生产。A4处理器去掉了三星S5PC110一些多与功能,并将缓存由512KB扩大为640KB,当时性能最强。在之后的A系列发展过程中,A7处理器标志着苹果处理器进入64位时代,高通、三星等对手望尘莫及,直到今天iphone11的A13处理器,苹果A处理器都堪称性能强悍的代表。


iPhone处理器强悍的性能。手机处理器是一个技术活,更需要烧钱。第一,苹果公司不缺钱,研发上舍得投入。第二,苹果公司历史上收购了一些处理器制造商,集聚了很多半导体设计的人才与技术。第三,苹果公司在芯片领域比较聚焦,A系列芯片基本一年就出一款,潜心打造,应该能保证质量与前沿优势。同期而言,安卓手机处理器性能落后于苹果处理器,甚至弱于苹果前一代处理器。华为海思尽管有了长足进步,但与苹果深厚的积累还有差距。geekbench跑分数据显示,麒麟980性能不如A11处理器。麒麟990的单核性能不如苹果的A13处理器,但是多核性能优于A13处理器。

苹果公司有顶级的芯片设计师。据称,这个设计师叫Johny Srouji,进入苹果前在英特尔工作,有10多年的芯片行业工作经验。他早在2008年就进入苹果公司,牵头研制了A4处理器,从那时起每次迭代芯片都是他做,可以说是苹果A系列处理器之父。2015年Johny Srouji加入苹果高管团队,主要负责应用处理器、传感器芯片等研发。他有机会再回英特尔竞选 CEO,但是仍然留在苹果公司任职。一个出众的公司需要出众的管理者,iPhone多年热销的军功章上,有Johny Srouji浓墨重彩的一笔。
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前面有的回答既不专业,还很笼统,所以我就来插一嘴了。iPhone的cpu之所以强大,原因主要如下:

  1. 起步时,苹果就有专业芯片设计团队。为搭建团队,苹果公司先后收购了P.A.Semi公司和Intrinsity公司,两家公司都是专业芯片设计公司,其创始人都是芯片设计界的大牛级人物,都有实际开发经验,Intrinsity公司曾帮助三星公司开发Hummingbird移动处理器。

  2. 通过收购,苹果不仅得到了人才,还获得芯片设计程序,使其可以魔改ARM公版架构,同时不受专利许可束缚手脚。

但这两条还不是iPhone的cpu吊打高通骁龙CPU的根本原因,毕竟上述两条,高通也具备。

最根本的原因是,商业模式的不同导致iPhone的cpu能吊打骁龙。

高通自己不做手机,只负责把骁龙芯片卖给手机厂商,而手机厂商分为一二三线等三六九等,必须考虑它们的价位承受能力,设计芯片时不能任性堆料。

苹果则相反,A12芯片为iPhone专用,iPhone又是高端手机,价格完全可以覆盖芯片设计堆料提升的成本。

A12芯片X光透视图中,缓存(Cache)占了相当大的面积,使其晶体管数量达到69亿,比高通骁龙845的55亿多出约25.5%。

讲到这里,需要说一说堆料对CPU性能提升的重要性。我们以苹果A12和高通骁龙845为例说明。

两款芯片的CPU都来自ARM公司定制或授权,两家公司都有较强的魔改能力,因此两款芯片的性能差距其实就是苹果和高通的魔改程度(如何堆料)。

A12芯片的CPU相对于A11,最大的改进在于数据缓存和指令缓存(两者简称高速缓存)。A12芯片的CPU大核的L1缓存(指令缓存)为128KB,L2缓存为8MB;小核的L1缓存为32KB,L2缓存为2MB。

相比之下,高通骁龙845的L1缓存数量不明,但官方公布了L2缓存数据,分别为:大核L2缓存是1MB,为A12的12.5%,小核L2缓存为512KB,为A12小核的25%。

系统缓存方面,A12芯片CPU的为8MB,骁龙845则为3MB,差距1倍有余。

具体数据比较见下面两图。

高速缓存内置于SOC芯片内,是CPU和主存(通常说的内存)之间的桥梁,容量越大,提高CPU的运算速度效果越明显。

在缓存上堆料,是提高CPU性能的重要方法之一,有时比提升CPU时钟速度带来的效果更明显。但缓存非常昂贵,增大缓存的设计会抬升芯片成本,iPhone作为高端手机,可以轻松覆盖这一成本。骁龙845虽为安卓旗舰芯片,但大多数安卓旗舰手机(比如国产手机)的售价不到iPhone一半,如骁龙845像苹果A12芯片那样堆缓存,价格可能会高到手机厂商无法承受,因此,高通需要在性能和价格之间寻找平衡。

总之,iPhone的CPU如此强大,根本原因在于苹果和高通的商业模式不同,可以任性堆料。

参考资料:《计算机科学导论》,作者贝赫鲁兹.佛罗赞

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大家都说苹果的CPU强大,甚至可以领先安卓一年以上,其实这是的得益于苹果牺牲了基带的位置和前期的DSP的位置,为CPU换取了巨大的空间。

A系列芯片有一个顶级芯片设计师:Johny Srouji。他到底有多强大?2014年的时候,苹果把iPad Pro推迟到秋季发布,那个时候的iPhone搭载的是A9芯片,那么iPad Pro作为当时战略性的产品,性能不可以差,不可以使用A8X的芯片。所以,他的任务要在半年时间之内设计出A9X芯片。这对于普通的人来说,几乎是不可能,芯片从立项到量产正常需要一年甚至几年时间,但是他硬生生给弄出来了,而且当年的A9X的评价相当高。这恐怖之处可见一斑......

苹果设计芯片有多强大?A7是移动端第一颗64位的处理器,大家还记得吧?当年基于ARM架构的时候,大家都在使用32位的,但是苹果觉得64位才是未来,所以直接自己推出64位的处理器,倒逼ARM来跟上.......虽然是基于ARM魔改的架构,但是显然苹果的实力不只是魔改.....

除了顶级的设计师和顶级的设计能力之外,苹果在设计上还很有特点。高通的芯片,很早就放入了DSP,还有高通的独门杀手锏——基带。高通是做通讯出身的,基带是他的根基之一。这两个东西非常占据位置。尤其是是DSP,用来辅助相机等运算,占据的位置非常大。

早期的A系列芯片没有DSP或者是ISP的,通过的CPU/GPU辅助运算,所以在拍照/录像的时候手机发热大,耗电也快。但是!苹果的把空间利用得很好,这两个位置空出来之后放入了更多的晶体管,放入了更大的缓存。苹果同期的缓存能够到高通两倍甚至更高。这就让苹果的能够拥有更强大的CPU运算能力。当然,更多晶体管和更大的缓存都是白花花的银子.....这两年,苹果也加入了自己研发的ISP,甚至还加入了仿生芯片。

除此之外,苹果对于芯片的制程都非常重视。苹果的芯片几乎每一代都用上最先进的制程,甚至花大价钱跟台积电一起攻克7nm工艺的难关。这对于强大的A系列芯片来说,功耗控制更加好。所以说,有钱多好啊!

此前几年的苹果的A系列芯片的GPU并不强,最近两年也追上来了。但是,苹果拥有iOS系统,iOS的优化硬生生把苹果的GPU提升了一个等量级了。这两年A系列的GPU性能也上来了更加不用说了。同时,iOS的优势也不容忽视的,这样的优势同样加载在CPU上。

苹果的强大在于:顶级的设计师、舍得堆料下本钱、顶级的工艺和iOS的加持,软硬结合得太可怕!


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众所周知,苹果手机向来以流畅度高、性能强而著称,这其中是离不开软硬件的支持的,软件方面肯定是ios系统,而硬件方面就是A系列处理器了!


提到A处理器,肯定就不得不提一个人,那就是芯片总设计师:Johny Srouji,它曾在英特尔工作10年之久,于2008年加入苹果公司,参与苹果A系列芯片的研发,在2015年的时候,又进入了苹果高级管理团队,并且直接向苹果公司CEO:Tim Cook汇报工作,还负责起了电池、传感器、处理器、显示芯片、存储控制器等硬件技术的研发,可以说就是因为该人的存在,才使得如今苹果A处理器变得这么强大。

举个事例吧:在iPad Pro发布之初,因为战略方向的原因,所以这款平板无论使用A8x还是A9处理器,都非常不合适,必须要用性能更强的处理器才行,否则会和当时的iPhone手机冲突,可是一款处理器从立项到批量生产,最快最快也需要1年的时间才能实现,但Johny Srouji却用了更短的时间做到了,那就是大名鼎鼎的A9x处理器!


至于A处理器为什么这么强大,这就得从好几个方面来说了,比如在2013年苹果A7处理器还没上市的时候,那时移动端处理器采用的都是ARM架构(32位),可苹果公司在当时就认为64位才是未来了,所以全面启动了64位处理器的研发,而A7就是移动端第一款64位处理器!

抱去苹果公司对处理器内部空间的利用也非常的独到,比如晶体管的数量、缓冲器的大小,以及CPU和GPU的辅助操作、isp、仿生芯片等等,所以这就使得A处理器拥有更强大的计算能力,后来又投入大量资金,和台积电一起克服了7纳米制作工艺的难度,这对于处理器来说,称得上是迈入了一个新的台阶!


因此,苹果手机处理器之所以这么强大,一个是离不开顶级的设计师,另一个是离不开雄厚的资金支持,而这两样恰恰都是苹果公司最不缺的,再配上自家ios系统的加入,所以想不流畅也不行!


桃园Computer


专业的研发工程师来告诉你苹果的CPU为什么强大吧。其实苹果手机最初用的是三星的CPU,与此同时苹果收购了几家小的芯片公司,2008年2.78亿美元收购了微处理器设计公司P.A. Semi,然后推出了自己的处理器,2010年4月1.21亿美元收购移动芯片制造商Intrinsity公司;

此时苹果的GPU一直是使用Imagination Technologies的PowerVR系列,随着时间的推移苹果从Imagination Technologies 中挖了很多人抛弃了PowerVR 推出自己的GPU。

苹果处理器成本高,堆料多

iPhone芯片的强大有很多因素,比如说苹果投入了很大的资金,招聘了很多人才等,但是苹果做处理器有自己的特点。这就要从芯片设计的角度来说了,所有的芯片设计都遵循PPA(Power, Performance, and Area)原则,苹果也不例外。一般来说,面积越大,功能越强,但是功耗也更高,成本也更高。我们看一下高通,苹果以及三星的处理器的晶体管面积,你会发现苹果的比高通和三星的面积要大的多,用于运算的晶体管多那么运算起来自然就更快。


苹果更赚钱,所以更能堆料


堆料并不是一件容易的事情,首先要有强大的研发能力来设计处理器的微架构,其次还要承受高昂的成本。但是这些对苹果来说都不是问题,根据市场研究机构Counterpoint的数据,苹果的利润占据整个手机行业的60%,一部手机赚151美元,是小米的75倍,别人玩不起苹果玩的起。


萌哈科技


苹果公司有一位顶级芯片设计师:Johny Srouji。

Srouji于2008年加入苹果公司,并且领导了苹果的第一个定制芯片A4的开发,在2014年半年内更是设计出了A9X芯片,仅半年的时间设计研发了一款高评价的芯片,足以看出他的实力,这样的研发速度就算一家芯片厂商也无法做到的。

回顾历史Srouji从 1993 到 2005年一直在英特尔工作,十余年的芯片行业工作让他积累了一身浑厚的技术本领。

从加入苹果公司后一直致力于A系列的芯片研发,大家熟悉苹果A系列处理器都是出自他的手中。

2015年底开始,Johny Srouji进入苹果高级管理团队,这一刻起Srouji主要负责电池、应用处理器、储存控制器、传感器芯片等其他芯片的自主研发。

那么苹果的处理器为何这么厉害、性能那么高呢?

首先苹果处理器的内部没有集成基带芯片,因此同样大小的SoC中苹果芯片可以将CPU和GPU做得更大些,自然性能也就会更大一些。

其次就是苹果芯片都是自己使用,因此在设计芯片时苹果能能任性堆料,使用最好的技术和材料,再加上苹果的魔改技术足以使得苹果的处理器一枝独秀。最后还要提一提苹果的ios系统,其实系统对处理器性能的发挥有着至关重要的关系,iOS与安卓系统最大的区别就是流畅性,一个流畅的系统会让处理器的性能最大化的发挥出来。

软硬件的结合让苹果处理器的性能大增,成为行业的翘楚。


黑暗科技世界


感谢您的阅读!

2007年,在iPhone和iPhone 3G中,使用的是三星S5L8900处理器和苹果自己的APL0098处理器。iPhone不但和三星是老对手,更是老伙伴。从2007-2009两年内,都使用三星的处理器。在2010年,乔布斯突然觉得这样不行,我们大苹果怎么老是依赖别人呢?怎么老是让人代工呢?于是老乔发了狠,在2010年,终于用上了自主研发的A4处理器。

从2007年开始,到2010年自主研发CPU,苹果也经历了几年的阵痛,在这几年,它们大量收购芯片公司,终于在如今成为顶级的CPU芯片厂商。

在一段采访中,苹果负责IC设计的副总裁Johny Srouji说,苹果的处理器一般都是三年前就开始研发,比如A11处理器,在2014年就着手研发。可是,在A11处理器中,苹果加入了神经网络引擎,可怕的不是AI,而是2014年,苹果已经提前研发!

其实,除了提前研发,苹果处理器的内部没有集成基带芯片,也造就了苹果处理器的高性能。比如,同样大小的SoC中,高通和华为必须加入基带,而苹果不用,这就让苹果得CPU和GPU可以做的更大些,发挥的性能更强些!

当然,我一直觉得虽然苹果SoC确实很强,但是,如果你从iPhone,iPhone 3G使用过来,你就会发现,真正强的是iPhone的iOS系统,这才是最强的。因为苹果处理器和iOS系统的配合太过突出了,ios的封闭就是为A处理器量身定制,定向优化的系统和处理器,自然能发挥突出。

所以,苹果处理器厉害,除了技术研发的投入,也和苹果本身的芯片中,没有基带,以及和系统匹配有关系。


LeoGo科技


看了那么多回答没有一个简明扼要的。

苹果cpu以及系统设计

苹果cpu是自身公司根据其ARM架构自主设计的,只不过是第三方公司代加工罢了。众所周知,苹果4是乔布斯主导的经典中的经典。现在市场上仅存的4s都成古董了呢。



那么苹果的cpu为何会如此强大呢?

先来看看安卓机,正所谓没有对比就凸显不出伤害。

现在市场上的安卓机很多,系统也是迭代比较快,早期的中兴华为步步高,现在的oppo三星锤子小米都是基于安卓系统的开发,安卓系统是开源的,各个公司都可以基于此进行开发扩展,然后在各个软件助手上架下载,导致安卓的软件很不规范,用一阵子之后就会很卡,查问题也是比较麻烦。



相反,苹果的系统是基于其自身ios系统开发,各个软件都要严格按照苹果公司规定的sdk进行开发,通过app store审核上架,也就是说决定权永远掌握在苹果公司,这就形成了一个很好的行业规范。也就使它的系统更加的稳定耐用,用起来也是相当的流畅。

写在文末

综上所述,一个良好的行业规范是很重要的,这一点我们不得不佩服苹果公司的严谨。我们国人还是要多多学习的,取长补短。

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IT讲坛


我先贴几句代码再说明

Mov ax,0201

mov bx,0001

int 13

学习过汇编的应该熟悉,int 13调用了Bios的中断!

开发处理器,不仅要设计硬件结构,如何针对硬件开发一些自己的bios也是功力,比如电脑主板,就有三家写bios的,Award,ami,phoneix!

如果是公版,就是直接用别人的bios!


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