A11芯片评测,亮点不仅仅是跑分超级高
9 月 13 日凌晨,苹果在秋季发布会上正式推出了全新一代 iPhone 智能手机:iPhone 8、iPhone 8 Plus 和 iPhone X(发音为 iPhone 10)。这三款新设备的都搭载了全新的移动芯片,苹果称之为 A11 仿生(不是"Fusion"),并表示这是 iPhone 上有史以来最强大、最智能的芯片。
通过发布会介绍的 A11 仿生芯片细节,不难发现苹果自主定制芯片野心非常大,可谓雄心勃勃。并且随着时间的推移,针对半导体芯片的定制设计越来越多,A11 达到了前所未有的高度。苹果在发布会中的幻灯片多次出现并多次强调,A11 仿生芯片内部的 CPU、GPU、性能控制器、神经网络单元、ISP 等这些都是苹果自己设计(Apple-designed)的。
那么,关于苹果这枚"智能过人"的 A11 芯片,其亮点有哪些?对未来的重要影响又在哪里呢?
自主设计的 CPU 内核:六个核心
在 A10 芯片上,苹果推出了所谓的"Fusion"技术,CPU 采用新的四核心设计,拥有 2 个高性能核心和 2 个高能效核心。高低能效两种内核可以根据不同的需要,来达到理想的性能与能效表现。其中高能效内核用于应付密集型的重度任务,提升处理速度保证性能。而高能效内核则应用于日常事务,低能耗运行,从而保证电池续航能力的提升,享受更长的单次充电续航时间。
最新的 A11 仿生芯片,苹果又向前迈进了一步。这一次 A11 仿生的 CPU 采用了六核心设计,由 2 个高性能核心与 4 个高能效核心组成。相比 A10 Fusion,其中两个性能核心的速度提升了 25%,四个能效核心的速度提升了 70%,性能与能效表现更加出众。关键是,苹果还准备了第二代性能控制器,因此可以同时发挥六个核心的全部威力,性能提升最高可达 70%,以应对多线程工作负载。
对于六个 CPU 核心全部发挥性能这一点,究竟提升多大还不清楚,但至少在基准测试上,目前泄露的跑分成绩相当惊人。从下面图可以看到(10.2、10.3 和 10.5 分别对应三款新机型),A11 仿生在 Geekbench 4 的性能基准测试中,单核平均得分高达 4169,而多核得分也有 9837 将近一万的分数,秒杀所有手机行业内同基于 ARM 授权设计的移动处理器。
对比自家,此前 A10 Fusion 的 iPhone 7 Plus 在单核模式下的得分约为 3514,在多核中则为 5970。而搭载苹果目前最强移动芯片 A10X Fusion 的最新 12.9 英寸 iPad Pro,单核跑分的成绩为 3924,多核则是 9371。若是对比 x86 平台的 2017 年款 MacBook Pro,这款搭载 3.1 GHz 英特尔Core i5 处理器的产品单核得分为 4274。当然,多核还是英特尔更强,但至少 A11 给 x86 阵营的低电压处理器带来了威胁。
A11 仿生的 CPU 性能澎湃已毋庸置疑,不过没有一台手机会时刻保持 CPU 多核同时高性能运行。因此,A11 仿生也会在性能核心与能效核心之间合理分配任务,智能地适当地管理任务,将轻量级的任务或后台任务交给高能效核心去处理,例如发短信或者浏览网页,很多日常做的事情大多交给高能效内核就能完成,耗电更少。
此外,苹果还公布,A11 仿生芯片有 43 亿个晶体管。这就表示,A11 相比 A10 采用了更加先进的工艺制程打造,不出意外的话将是台积电的 10 纳米 FinFET 工艺制程。因为得益于新工艺,才能在既定面积之内塞进更多晶体管或先进的功能。如果 A11 芯片保持 125 平方毫米的尺寸,至少可将晶体管提高到 60 亿个,不过苹果在同一芯片区域内做了其他更多的工作。
无论如何,虽然从早期 A4 到今天 A11 芯片,苹果无一不是基于 ARM 授权的指令集定制自主 CPU 核心,但始终能够能保持业内最强 CPU 性能的优势。所以,苹果没有理由不坚定走自主定制的道路,并且将优势进一步扩大。过去几年,竞争对手大多通过定制 ARM 内核并打造多核 CPU 的方式与 A 系列芯片竞争,起码不落下风,但今年苹果加入到多核的竞争中,性能领先优势再次扩大,对于高通、三星、麒麟等这些对手会如何回应,令人期待。
苹果自主设计的 GPU
之前苹果采用一直采用来自 Imagination Technologies 公司设计的 GPU 图形处理单元。不过,苹果早就已经确认将放弃 PowerVR GPU,改用将自主研发 GPU 图形芯片技术。苹果这一举动,直接导致 Imagination Technologies 公司在今年早些时候被迫挂牌出售。虽然 Imagination Technologies 认为在 2018 年之前苹果无法自主设计 GPU,但是苹果的举动就是那么意外。
A11 仿生芯片的诞生证明了 Imagination Technologies 的推测是错误的。苹果在发布会上表示,A11 仿生芯片还整合了苹果自主设计的三
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