芯東西 7 月 20 日消息，距離今年 9 月的蘋果秋季發(fā)布會(huì)的時(shí)間越來越近，人們對(duì)蘋果新品的猜測越來越多，今年 iPhone 13 到底“香不香”？蘋果還會(huì)不會(huì)在硬件上接著“擠牙膏”？iPhone 13 系列首先搭載的 A15 芯片會(huì)有哪些新的突破？如今，行業(yè)內(nèi)對(duì)這些答案眾說紛紜，觀點(diǎn)不一。
iPhone 系列能否擁有優(yōu)秀的性能表現(xiàn)，流暢的使用體驗(yàn)，A 系芯片是關(guān)鍵因素。今天，我們就 A15 芯片來“窺探”iPhone 13 的一些變化。
據(jù)中國香港媒體 Qooah 近日?qǐng)?bào)道，蘋果 A15 芯片將在 CPU 部分，采用 2 顆大核 + 4 顆小核的設(shè)計(jì)架構(gòu)，性能將會(huì)提升 20%；同時(shí)在 GPU 部分，A15 芯片采用 5 核心架構(gòu)，性能預(yù)計(jì)提升 35%。
A15 芯片是否會(huì)像 A12 芯片那樣，因?yàn)橹圃旃に嚫镄聦?shí)現(xiàn) GPU 提升 50%？蘋果是否會(huì)擴(kuò)大與三星、高通的旗艦芯片在性能方面的差距？我們都將在這篇文章中找到答案。
01. 晶體管數(shù)量不變，性能還能大幅提升？A15 還將集成 5G 基帶
A15 芯片將在 CPU 上采用 2 個(gè)高性能核心（內(nèi)部代號(hào)：FireStorm）和 4 個(gè)高能效核心（內(nèi)部代號(hào)：IceStorm）的設(shè)計(jì)架構(gòu)。與去年蘋果 A14 芯片相比，A15 芯片并沒有增加的 CPU 核心數(shù)量。
但據(jù) DigiTimes 報(bào)道，A15 芯片的 CPU 相較 A14 芯片的 CPU 將會(huì)提高 20% 的性能，30% 的能效。
行業(yè)人士分析 A15 芯片在沒有改變芯片架構(gòu)的情況下，性能卻有所提升的原因可能是，A15 芯片將首次采用 SVE2（可伸縮矢量擴(kuò)展技術(shù)二代）技術(shù)。
SVE2 是可伸縮矢量擴(kuò)展技術(shù) SVE（Scalable Vector Extensions，SVE）的擴(kuò)展，可兼容 NEON 的指令。SVE2 技術(shù)今年 3 月首次應(yīng)用在 Armv9 架構(gòu)上。該技術(shù)可以加快數(shù)據(jù)處理速度、保護(hù)數(shù)據(jù)安全等。
▲ SVE2 首次在 Armv9 架構(gòu)上應(yīng)用
在 GPU 上，相比 A14 芯片的 4 核心架構(gòu)，A15 芯片將采用 5 核心架構(gòu)，在 GPU 的核心數(shù)量上有所增加。據(jù)悉，A15 芯片的 GPU 較 A14 芯片的 GPU 將提升 35% 左右的性能。
在晶體管數(shù)量上，據(jù) OFweek 電子工程網(wǎng)報(bào)道，A15 芯片與 A14 芯片一樣，將會(huì)集成 118 億個(gè)晶體管，相對(duì)于 A13 芯片晶體管數(shù)量增加了近 40%。該消息有待進(jìn)一步證實(shí)，因?yàn)?A15 芯片的制造工藝得到了改進(jìn)。
此外，A15 的 5G 基帶芯片也有所改進(jìn)。
A15 芯片將采用集成 5G 基帶。與 A14 芯片外掛高通 5G 基帶相比，A15 芯片的功耗將會(huì)進(jìn)一步降低，可以為用戶提供更好的 5G 網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)。
不僅如此，A15 芯片還有可能增加環(huán)境光處理器（Ambient light sensor，ALS）處理區(qū)塊。這意味著調(diào)整 iPhone 13 屏幕的亮度、色溫等功能在芯片環(huán)節(jié)就會(huì)得到優(yōu)化。
▲ 依據(jù)網(wǎng)傳信息，A14 芯片與 A15 芯片對(duì)比（芯東西制表）
總體而言，此次 A15 芯片不但通過 SVE2 技術(shù)提高 CPU 的性能，而且還增加了 GPU 的核心和 ALS 處理模塊，并改進(jìn)了 5G 基帶芯片。A15 在 CPU、GPU 的性能和能效上都呈現(xiàn)了較大幅度提升。
02.“老伙計(jì)”臺(tái)積電產(chǎn)能將翻倍，A15 將采用 5nm + 制程工藝
早在 2020 年 10 月，業(yè)內(nèi)就曾有傳聞，臺(tái)積電將采用 5nm 工藝在 2021 年第三季度為蘋果代工 A15 芯片。隨著時(shí)間逐漸接近這個(gè)節(jié)點(diǎn)，相關(guān)信息越來越準(zhǔn)確。
臺(tái)積電 6 月財(cái)政報(bào)告顯示，臺(tái)積電 6 月份的總營收首次超過 50 億美元，同比增長 22.8%。
臺(tái)積電總營收大幅提升意味著他們正在因某項(xiàng)先進(jìn)制程工藝而獲得豐厚利潤，相關(guān)人士分析認(rèn)為，這正預(yù)示著臺(tái)積電已經(jīng)開始為蘋果大規(guī)模代工 A15 芯片。
但與此前傳聞不同的是，這次臺(tái)積電將采用第二代 5nm（或 5nm+）工藝制程，即 N5P 技術(shù)。據(jù)悉，5nm + 工藝比 5nm 工藝提升 7％性能，降低 15% 功耗。
從 2013 年蘋果 A8 芯片開始算起，這是蘋果與臺(tái)積電之間合作的第八年。此次蘋果預(yù)計(jì)不會(huì)再像 2020 年一樣，因芯片產(chǎn)能不足的原因推遲蘋果發(fā)布會(huì)，這與今年臺(tái)積電的產(chǎn)能提升有關(guān)。
據(jù) Digitimes 報(bào)道，臺(tái)積電打算在 2021 年底前購置 55 臺(tái) EUV 光刻機(jī)，大約花費(fèi) 440 億人民幣。隨著臺(tái)積電逐漸加大對(duì)制造設(shè)備的資金投入，相關(guān)人士分析，臺(tái)積電的產(chǎn)能將在今年下半年爆發(fā)。
據(jù)預(yù)測，今年臺(tái)積電的 5nm 產(chǎn)能將是 2020 年的兩倍以上，2023 年 5nm 及改進(jìn)版的 4nm 工藝產(chǎn)能則是 2020 年的 4 倍以上。
目前，臺(tái)積電有關(guān) 5nm 芯片的訂單除了來自蘋果的 A15、M1X、M2 芯片以外，還有聯(lián)發(fā)科的天璣 2000 系列，和 AMD 的 Zen4 處理器等。
此外，據(jù)媒體報(bào)道，臺(tái)積電首款 4nm 工藝芯片將用于蘋果 2022 年的 Mac 電腦上，臺(tái)積電首款 3nm 芯片將用于蘋果 2022 年的 iPad 上。
由此可見，蘋果是臺(tái)積電相當(dāng)重要的大客戶，而臺(tái)積電也愿意將最先進(jìn)的制程工藝率先應(yīng)用于蘋果芯片上。
03. A 系芯片王座不穩(wěn)？三星 Exynos 選擇硬剛 A15
盡管行業(yè)內(nèi)有關(guān) A15 芯片的消息真假難辨，但一組疑似 A15 跑分?jǐn)?shù)據(jù)似乎讓我們看到了 A15 芯片的另一面。
推特用戶 @FrontTron 在 2 月 3 日曬出了三組 A15 芯片在 Geekbench 的跑分成績。根據(jù)圖片顯示，A15 芯片單核最高分為 1724，多核最高分為 4320。
▲ 消息人士爆料 A15 芯片跑分成績
這個(gè)結(jié)果與其他芯片相比如何呢？我們也找到一些數(shù)據(jù)對(duì)比分析。
一方面，將蘋果的 A15 芯片與 A14 芯片相比。
此前，A14 芯片的單核跑分測試最高得分為 1606 分、多核最高得分 4305 分。
與 A14 芯片相比，A15 的單核性能提升了 7%，但是多核性能提升還不到 1%。這樣的情況似乎與行業(yè)內(nèi)的預(yù)測 A15 將性能提升 20%—30% 相去甚遠(yuǎn)，部分專業(yè)人士認(rèn)為，該數(shù)據(jù)僅是 A15 芯片初代版本的數(shù)據(jù)，并不準(zhǔn)確。
很遺憾的是，我們難以找到更多有關(guān)于 A15 芯片最新的跑分情況，更多信息可能還需等到 A15 正式發(fā)布才能知曉。
另一方面，三星的 Exynos 芯片、高通的驍龍 895 處理器（暫稱）等手機(jī)芯片也將于今年下半年推出。
其中，三星的 Exynos 芯片將成為第一塊搭載 AMD GPU 的三星旗艦芯片。AMD GPU 具有高性能、低能耗特點(diǎn)。相關(guān)報(bào)道認(rèn)為，三星的 Exynos 芯片將在 CPU、GPU 方面都領(lǐng)先于高通的驍龍 895 處理器，在 GPU 上可能比蘋果 A15 芯片的 GPU 更好，但在 CPU 上，仍不能與蘋果 A15 芯片的 CPU 相比。
▲ 蘋果 A15 芯片、三星的 Exynos 芯片、驍龍 895 處理器在 CPU 和 GPU 的性能比較預(yù)測
至于高通驍龍 895 處理器為接替驍龍 888 處理器的下一代產(chǎn)品，內(nèi)部稱為 SM8450。該產(chǎn)品將采用 1 大核 + 3 中核 + 2 小核 + 2 小核的 CPU 集群。
據(jù)外媒 WCCFTech 報(bào)道，驍龍 895 處理器和 A14 芯片在 CPU 多核上的跑分相當(dāng)接近（4000 vs 4027），但在 CPU 單核性能上，遠(yuǎn)落后于 A14 芯片單核（1250 vs 1596）。因此，高通驍龍 895 處理器應(yīng)更難以與最新的蘋果 A15 芯片相競爭。
綜上來看，蘋果 A15 芯片依然占據(jù)一定性能優(yōu)勢，但 A 系芯片的絕對(duì)性優(yōu)勢已不那么明顯。
04. 結(jié)語：蘋果芯片優(yōu)勢正在減弱，三星正在大步追趕
根據(jù)現(xiàn)有的資料顯示，蘋果 A15 芯片在理論上提升幅度較大，但實(shí)際跑分仍呈現(xiàn)“擠牙膏”的現(xiàn)象。蘋果的芯片優(yōu)勢逐漸減弱，三星、高通等公司正在大步追趕，開始縮小與蘋果芯片之間的差距。
從過往蘋果的 A 系芯片工藝升級(jí)來看，A11 的 10nm 制程工藝跨越到 A12 的 7nm 制程工藝時(shí)，A12 CPU 單核的性能雖然只提升了 15%，但是 A12 GPU 多核的性能卻提升了 50%。此后，盡管芯片制程工藝不斷改進(jìn)，蘋果芯片也再?zèng)]有這樣突破式的性能提升。
我們可以看見，芯片隨著制程工藝帶來的性能提升越來越有限。此前，采用三星 5nm 制程工藝的高通驍龍 888 處理器在小米 11 測試機(jī)上也被人們發(fā)現(xiàn)制程工藝能提升的芯片性能有限。芯片未來的性能提升可能還需要基于某個(gè)突破性的芯片設(shè)計(jì)。
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