苹果A6,为什么这样强? 苹果iPhone 5处理器分析

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iPhone 5如期发布了,尽管不少人讽刺iPhone 5没有太大的新意,不过这并不能阻止iPhone 5成为苹果历史上预售销量最好的手机。或许从外观和功能上,iPhone 5的确没有太大的突破,不过在性能上,从苹果公布的数据来看,iPhone 5无论是处理器性能还是图形核心性能,都比iPhone 4S提升了两倍,这使得iPhone 5成为了目前性能最强的智能手机,而它性能的关键就在那颗被苹果称为A6的芯片上。

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温故知新——历代iPhone处理器回顾

最早的iPhone和iPhone 3G两款手机都采用了使用ARMv6架构的ARM 1176JZ(F)-S处理器,并将频率从620MHz降到了412MHz,而在图形核心上,则使用了PowerVR MBX Lite 3D。而第二代iPhone,也就是我们常说的3GS则在性能上有了很大的提升,处理器升级到了600MHz的ARM Cortex-A8,图形核心则为PowerVR SGX535。

到了第三代iPhone,也就是iPhone 4,苹果将处理器和图形核心集成在一个芯片中,并将这颗芯片命名为A4。A4中的处理器依然采用了ARM Cortex-A8,只是将原本的1GHz频率降到了800MHz,图形核心依然沿用了上代的PowerVR SGX535,只是频率略有提升。iPhone 4S虽然在外观上和iPhone 4区别不大,但是性能有了质的飞跃,苹果在iPhone 4S中使用了A5芯片,这颗芯片集成了双核800MHz的ARM Cortex-A9处理器,图形核心也使用了双核的PowerVR SGX543MP2,在性能上完全可以秒杀大多数同档次的智能手机。

我们可以从历代iPhone的硬件规格中找出一些规律,比如在处理器上,苹果喜欢使用三星代工的处理器,甚至在三星和苹果官司打得热火朝天之际,iPhone 5的A6芯片依然被认为是由三星代工。此外,苹果在图形核心上一直使用的是IMG旗下的PowerVR系列芯片,这一规律从未被打破。最后要指出的是,苹果手机的处理器实际运行频率一向都没有达到处理器的标准频率,这应该是苹果公司从应用需求、散热以及电池使用时间等多方面考虑而做出的决策。

保持低调——苹果淡化A6芯片规格

对于现在的智能移动领域而言,大多数公司都希望自己的产品在性能上压倒对手,无论是NVIDIA、三星、高通、华为等处理器研发厂商,还是各大下游手机平板厂商,在发布产品的时候,总会将自己设备的具体处理器规格透露给媒体和用户。但是苹果在发布iPhone 5的时候,显然没有这个打算。除了公布A6的处理器性能和图形性能是上一代iPhone的两倍,以及A6芯片面积比A5减少了22%,并没有透露任何相关的规格参数。

或许很多人不理解苹果这样的做法,但是如果观看了历届苹果的iPhone或者iPad的发布会,我们就会发现实际苹果在推出新产品的时候,很少对硬件的性能和规格参数进行具体的介绍,基本上也不会和其他公司的同类型产品进行对比,即使有性能或者硬件上的讲解,其比较对象也来自自家的上一代产品。

理性分析一下,每一代苹果产品的亮点都是在用户的体验上,无论是视觉体验(如视网膜屏幕)还是操作体验(最早的电容屏触控),产品的关键都不是在纯粹的硬件指标上。所以从某一方面来看,苹果产品的硬件性能并不追求我们日常理解的参数、规格,仅仅是为用户体验和功能服务。此外,对于骄傲的苹果而言,本身并不见得愿意为其他公司做宣传,所以他们更愿意突出A6相对A5的提升,而不是去具体告诉大家A6里面到底装了什么……

实际上从每代苹果都故意降低手机处理器频率的做法来看,苹果并不是一个将理论硬件性能看得过高的公司。这样,我们也能理解为什么苹果在A6芯片上仅仅是寥寥数语就带过的做法。

深度分析——找出A6芯片中的秘密

A6中包括了ARM处理器以及图形核心,我们知道,iPhone 4S的A5芯片包含了一颗45nm的ARM Cortex-A9双核处理器,以及45nm的PowerVR SGX543MP2图形核心。如果A6处理器性能以及图形性能真如苹果所说是A5的两倍,那么最简单的办法是,采用同规格ARM Cortex-A9四核处理器以及PowerVR SGX543MP4图形核心,不过这样做的后果就是芯片面积会大大提升。现在A6的面积已经比A5少了22%,这也意味着iPhone 5里面肯定没有使用45nm的ARM Cortex-A9四核处理器。

处理器是四核还是双核?

考虑到苹果手机在硬件上和三星的密切,有一种言论认为iPhone 5使用的是32nm的ARM Cortex-A9四核处理器,因为从A5的架构图来看,如果将45nm的双核改为四核,其核心面积大概只增加10%左右,假使苹果使用最新的32nm工艺,那么A6的面积比A5小就很正常了。不过四核A9处理器最大的问题就在于功耗和发热,苹果或许不会去选择四核处理器。而且从目前放出的一些iPhone 5跑分的情况来看,很多测试软件都将iPhone 5认定为一颗双核1.02GHz的处理器,所以目前看来,iPhone 5采用四核的可能性基本可以否定了。

如果苹果没有说谎的话,那么是如何让A6在缩小面积的前提下,处理器性能达到A5的两倍呢?如果是使用最新的32nm Cortex-A15双核处理器的话,性能上是可以达到,但是Cortex-A15的核心面积要远大于Cortex-A9,即使使用32nm制程,也很难做到缩小芯片面积。那么最终的答案很可能是苹果在iPhone 5中使用了自己研发的处理器!实际上之前高通曾经在Cortex-A8基础上进行修改,设计了S3处理器,性能比普通Cortex-A8有了大幅的提升,苹果完全也可能在Cortex-A9或者Cortex-A15架构上进行修改优化,设计出一款性能更为强悍的处理器。这样采用32nm的制程,A6的处理器性能达到A5的两倍,是完全没技术问题的。

iPhone 5的图形核心是什么?

至于图形方面,鉴于苹果一向有使用PowerVR图形核心的惯例,所以不出意外的话,这次iPhone 5依然会使用PowerVR SGX543MP,只是看到底采用几核心。如果使用PowerVR SGX543MP4,那自然是最简单的方式,目前看来也是最可能的方式,这一四核图形核心已经在The New iPad上证明了自己的实力,沿用到iPhone 5也很正常。此外,苹果也可以使用三核心的PowerVR SGX543MP3,只要提升一下图形核心频率,想要达到iPhone 4S图形性能的两倍也不难,而且相比四核心的图形核心还可以降低功耗和发热。但不管是哪种方式,iPhone 5使用PowerVR SGX543MP图形核心,同时性能比iPhone 4S提升一倍是没有太大的疑问的。

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3GS的处理器由三星代工
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苹果宣布A6的性能是上一代的两倍
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Cortex-A15的封装面积比Cortex-A9大不少

编辑点评

低调,依然最强

分析了这么多,实际上不论采用哪种方案,苹果iPhone 5都可以说是目前智能移动设备中性能最强的产品。实际上又有哪一款产品能宣称自己在处理器和图形能力上达到了iPhone 4S的两倍?三星、华为、高通等四核处理器性能虽强,但图形核心相比PowerVR SGX543MP还略有差距,The New iPad虽然采用了四核图形核心,但处理器也只是45nm双核……所以从硬件技术来看,iPhone 5或许不算新鲜,但能将其他几款顶级产品在性能方面的长项集于A6一身,这已经能让它在性能方面笑傲群雄了!