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苹果|苹果iPhone性能逆天强 A系列芯片背后秘密揭开( 二 )


而此后A8，A9，A10这几代则是进一步提升核心数和制程工艺，性能也节节攀升，从20nm到16nm，苹果也在这几年在台积电和三星之间反复横跳 。
值得一提的是，A9和此前产品相比最特别的就在于当时苹果实行的双代工厂战略，A9的代工订单同时交给三星和台积电两家公司分别进行 。
但是因为三星是14nm，台积电是16nm，两种工艺制作出来的芯片存在明显差异，台积电代工版本在能效发热的表现更好，这在当年还引起过轩然大波 。
或许正因为如此，苹果在第二年发布的A10处理器上，便全部更换为台积电代工，以免出现A9处理器上那种尴尬局面 。
苹果|苹果iPhone性能逆天强 A系列芯片背后秘密揭开
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Bionic（仿生）的到来
时间来到2017年，这是iPhone发布的第十个年头，这一年对苹果来说，无论是A系列处理器还是iPhone都进入下一个时代 。iPhone 8为之前的iPhone设计语言画上完美的句号，而全新的iPhone X则开启了全面屏及Face ID的新时代 。
那年的A11 Bionic堪称性能怪兽 。A11采用台积电当时最先进的10nm工艺制程，拥有43亿个晶体管，采用六核心的设计，大核性能相比A10提升25%，4颗小核相较A10提升70%，多性能处理提升75%；搭载的GPU是苹果自研的三核心GPU，性能较A10性能提升30%，而功耗则降低了50% 。
此外，A11首次搭载双核神经网络引擎，每秒运算次数高达6000亿次，主要胜任机器学习任务，能够识别人物，地点和物体，最典型的应用便是其首次推出的Face ID及其衍生功能动画表情 。
对于苹果来说，A11处理器更有意义地方在于其是苹果当时自主程度最高的一代A系列处理器，当中包括自研CPU，自研GPU，自研ISP，自研解码器等等 。
当然还包括神经网络引擎，也是从那一年开始，几乎所有手机厂商都把AI运算能力当做宣发PPT的主打页面，AI时代就此开启 。
苹果|苹果iPhone性能逆天强 A系列芯片背后秘密揭开
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A12 Bionic处理器是业界首款7nm芯片，它仍然是基于苹果自研的Fusion架构打造，根据苹果给出的数据显示，2个大核提升15%，4个小核功耗表现提升50% 。
该处理器在GPU部分采用新一代自研芯片，核心数升至四核，官方宣称性能提升50%，而升级幅度最大的莫过于神经网络引擎，从双核飙升至八核，能够实现每秒50000亿次计算 。
苹果|苹果iPhone性能逆天强 A系列芯片背后秘密揭开
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苹果A13处理器采用的是台积电第二代7nm工艺，专为高性能和低功耗而量身定制，塞下了85亿个晶体管，其CPU部分由两个大核和四个小核组成，相比于前代，两个性能核心速度最高可提升20%，能耗最多可降低30%，四个能效核心速度提升了20%，而能耗方面则降低了25%之多 。
而GPU部分，苹果表示它针对Metal框架进行了优化，拥有四个内核，性能提升了20%，功耗比上代低了40%；配备八个神经网络引擎，大家可以理解为NPU之类的东西，性能较上代提升了20%，能耗降低15%，它为三摄系统、Face ID与AR类APP提供强大的性能支援 。非常适合高性能游戏和最新的增强现实体验 。
苹果|苹果iPhone性能逆天强 A系列芯片背后秘密揭开
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去年发布苹果iPhone 12系列的A14仿生处理器是全世界首款批量生产的5nm处理器，集成了118亿个晶体管 。
区别于前代7nm的升级，此次的5nm制程工艺是一次大跨越 。A14芯片在整个过程中应用了极紫外(EUV)光刻技术，晶体管密度较7nm芯片提高80%，相同功率下运行速度可以提高15%性能、同性能下则可降低30%的功耗 。
规格方面，CPU部分选用了六核心设计，包括两颗大核心以及四颗小核心，官方宣称性能提高幅度高达40% 。
GPU部分则采用了苹果全新的架构设计，依然是四核心，性能却提高了30% 。
神经网络引擎方面本次也从8核心升级到了16核心，AI运算能力提升到了11.8万亿次，号称机器学习能力提升70%，运算速度提高10倍 。
此外，A14 Bionic在ISP、安全功能、ML主控等方面也进行了升级 。
从性能跑分上看，A15处理器有着数十倍A4处理器的水平，而这也不过是10年的光景，芯片制程工艺也从最初的45nm进化到了如今的5nm 。
这其中除了苹果日益精湛的芯片设计能力外，我们还得知道，为了尽可能地实现摩尔定律，半导体行业的科研人员们也付出了无数个日夜的努力，才能在指甲盖大小的芯片里塞下更多的晶体管 。


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