为什么高通和苹果A系芯片都是基于arm的芯片,性能差别却这么大?
而高通本来是通信行业的,和手机处理器比起来,基带芯片才是它最拿手的地方。所以高通芯片一个主要特色就是将基带芯片也集成到了处理器当中。这样做的好处是让基带芯片也和CPU、GPU一样使用最先进的工艺制程,从而减少功耗,降低发热量。但是手机芯片的体积那么小,高通处理器再继承了基带、WiFi等模块之后,留给CPU、GPU的空间就比较小了。因此同一时期的高通芯片在性能上是不如苹果A系芯片的。
但是手机不是 游戏 机,决定手机使用体验的除了性能之外还有很多方面,其中就包括基带的信号和功耗。高通拥有自己的基带技术,基带与处理器之间的兼容性更好,因此网络信号质量更佳,且功耗比较低,手机发热量小。更重要的是,由于集成了基带,其它手机厂商购买了高通处理器之后,就相当于得到了一套完整的移动平台解决方案,基带、WiFi、蓝牙之类的都包括进去了。
相对的,苹果A系处理器由于没有基带芯片,只能寻求第三方的外挂基带。而使用外挂基带就存在与处理器的兼容性问题,而且功耗比较高,手机发热量大。比如iPhone XS Max使用的英特尔基带就是基于14nm的,而同期高通芯片集成的基带只有7nm,两者的功耗就差了许多。更早的iPhone X由于CPU和基带的功耗都比较高,一玩 游戏 就发热卡顿。
比较下来,苹果A系处理器的性能好,但是信号质量稍弱一些。而通骁龙处理器的性能不如苹果,但信号质量更好。所以一般对手机性能要求比较高的用户会选择苹果手机,但如果对信号网络质量比较高的用户则会选择高通手机。
ARM只是给你一个CPU的架构,但是你要设计一整颗SoC,所以发挥的空间很大。
①苹果的芯片设计能力相当强;
②苹果没有基带,很多空间;
③iOS系统把硬件性能提升一个等级;
说起iPhone5s,大家是不是想起它率先加入了指纹识别,但是它还有一个特点让人震撼,那就是它的芯片是第一颗移动端的64位的芯片。
当然ARM架构是没推出64位的架构的,但是苹果觉得32位已经不够用,直接跳过ARM的32位的架构,自己推出了64位的架构,逼着ARM后来也推出了64位的架构。你可以想象当时的苹果设计芯片能力是多么强大。
所以,不是说给予ARM的架构,芯片设计能力就是一样的,苹果有着超乎大家想象力的芯片设计能力。
早起的芯片对比高通的,没有基带部分、没有ISP部分,甚至连WIFI的通讯芯片都没有,这些空间空出来之后,全都用来做CPU了,塞入了更加多的晶体管,性能自然更加强啊。
除此之外,苹果本身还十分舍得堆料。在芯片的缓存中,也是安卓的成倍的存在,这些成本都是相当昂贵的,但是苹果舍得给下去,大大提高芯片的缓存性能。
你以为苹果只有芯片的硬件优势?苹果的芯片很强,但是iOS的优化也是很强的。
前些年,苹果的GPU性能跟不上,但是得益于强大的CPU帮助,还有iOS的优化,让苹果的性能表现提升了一个等量级。
这才是苹果A系列芯片强大的原因。
题主说的没错,高通骁龙系列芯片和苹果A系列芯片都是用的ARM的指令集,但由于设计思路的不同,两者的CPU性能有着天壤之别。
我们知道,苹果是第一个用上64位处理器的手机厂商,为了发掘最强大的性能,苹果把自己的CPU做的非常强悍。于是,在当年令人无法想象的A7处理器就诞生了。
A7 Cyclone是一个很宽的架构,每个时钟周期最多可以同时解码、发射、执行、收回6个指令/微操作,作为比较,上一代的A6 Swift则最多不超过3个。另一方面,A7的重排序缓冲达到了惊人的192,是上代的四倍多,同时巧合的是正好与Intel Haswell架构一样。分支预测错误惩罚也增加了,但幅度不大,而且又正好与Intel Sandy Bridge及其后的架构在同样范围内。也就是说,A7的规模几乎已经能和桌面版的core处理器相比较了。
这种情况下,A7展现出了巨大的单核性能提升,高通方面直到骁龙652处理器发布才能够与之相比。
高通骁龙处理器一直以来都是魔改ARM公版架构,公版架构的规模相当小,同主频的时候公版架构性能只有苹果A系列的一半。因此高通处理器的单核性能相对较弱,但较小规模的架构可以堆更多的核心,因此,高通处理器的多核心性能还是不错的。我们能够看到,骁龙845的单核性能依然不如A9,但多核性能已经接近A11了。
如果从芯片的角度来说,高通和苹果的产品不完全基于ARM,不过,总体的印象来说,苹果的A系列芯片确实会好过高通。下边先列举几个整体性的原因,后边说一些关于CPU的内容。
高通的旗舰芯片大多出现在年初,而苹果的产品是在秋天,两款芯片之间是有着半年多的时间差。比如高通骁龙845表现非常不错,结果到了秋天,苹果弄出来一个A12。第二年高通的855出来了,但是产品上市,铺货,七七八八的事情处理完成,855这样的芯片大范围输送到用户手里可能要到年中,然而苹果下一代又要快来了。
一般来说事情有个先后,而年份又是一个非常重要的整体概念和划分依据,即使两方的设计能力相当,并且都意图设计最好的芯片,但这种时间上的差就会造成晚出来的那个会有更好的表现,也更容易使用最新的一些技术。另外,苹果的运营效率不得不佩服,A系列芯片可以瞬间触及用户,技术的传到也会带来技术感知上的时间差。
芯片的表现是一个综合的概念,也要通过产品来实现。由于苹果品牌和价格上的优势,产品属于高端的原因,苹果手机的整体定位倾向于市场上最好的那类,如果产品表现好,也会去部分带动芯片的表现。
其中一个比较重要的环节在价格,依托iPhone高端上比较大的销量,苹果可以在芯片上大量投入,可以把高性能的芯片更好的卖出去。这种更为良性的循环可以推动苹果设计出更好的芯片。安卓这边由于产品挡位铺的比较大,中低端的产品不再少数,其中一些芯片并没有使用那么先进的技术,而国内一些性价比的机型在突出性能的同时,在整体素质方面也会多少有些不足,这些在产品端的不足会对芯片的表现带来不利的影响,甚至可能不能发挥芯片性能的极致。当然,这里说的不光光是跑分,芯片是一个非常综合的东西。
这个方面其实很好理解了,也就是经常提到的优化问题。
乔布斯提到一个类似这样的观点,好的软件公司都要有自己的硬件。软件是我们接触最直接的部分,系统相应, 游戏 表现等都是软件的图像带来的直接反馈。苹果的A系列芯片是为IOS专门定制,整体表现会占优势。反过来说,IOS就像是一个优化器,可以把A系列的性能更好的展现出来。
手机毕竟是多功能集成的产品,IOS的规则可以更好的实现资源调度。最常见的例子:安卓的后台问题直到现在还是会多多少少拖累整机的表现。
总体上来说,由于时间差,产品定位,不同平台的问题,苹果和高通的芯片在最终表现上确实会有差距。
不过从目前的表现来看,两者之间的差距其实并没那样巨大,一则是芯片技术的发展,另外一个原因在于手机这个品类的成熟。当中档产品已经可以满足大部分需求的时候,高端芯片差距的感知也会变少。
问题中提到了ARM,这里简要说几个关于CPU的部分,也应该是熟知的部分了。
1、指令集
提到ARM,最直接的关联是指令集。ARM定了很多规范,不过苹果和高通如何使用这些规范则是另外一回事儿。而规范的使用和规范的制定存在相互影响,很难说苹果的芯片就是完完全全的按照ARM的规范来,也有可能是苹果和高通在一些地方用的好进而影响规范的制定。总之,ARM作为芯片行业中重要的一员,但并不是说万物就基于ARM。另外,现在手机芯片集成的功能很多,ARM也并不能完全覆盖,比如常说的人工智能芯片,GPU,ISP,网络模块等。
2、架构
苹果和高通的芯片架构差别,比如A12,六核心,两个Vorex核心,四个tempest核心。
高通骁龙855,八核心,一个prime核心,三个performance核心,四个efficiency核心。两者在缓存,内存控制,调度极致方面肯定有很多不同。不过究竟哪个好还是会回到前边的内容,最终的产品和平台如何使用。另外,在宣传策略上也会有差异,苹果经常是丢出一句,非常强,参考对象变成了英特尔。而高通这边,除了和苹果芯片竞争,还要面对华为,三星等芯片的竞争,总体思路上也会有一些变化。
以上还只是CPU这一个部分,整个芯片的架构和最终表现的差异最终会更大。总体来说,把苹果和高通的芯片直接对比很难说的清楚。
最后提下这里对移动芯片的看法。相比性能,多功能集成和进一步小型化封装或许更值得去关注。比如,apple watch的S芯片。另外,芯片是否有好的表现依托于产品,而只有产品有好的销量才可以维持芯片的不断进步。试想,如果没有智能手机的兴起,哪里有ARM的一统江湖。
严格地来说,高通骁龙和苹果A系列芯片采用的是ARM的架构/指令集层级授权,而并非简单地使用了ARM的IP核心。
这个级别的授权可以对ARM架构进行大幅度改造,甚至可以对ARM指令集进行扩展或缩减,苹果就是一个很好的例子,在使用ARMv7-A架构基础上,扩展出了自己的苹果swift架构。
那既然都是架构/指令集层级授权,为什么高通骁龙和苹果A系列芯片的性能差异那么大?
其实单纯从跑分的角度来看,骁龙的多核性能和A系列芯片不相上下。但苹果采用的了“少核心,多性能”的策略,不计成本地增大核心面积和效率,用来换取功耗和性能。
不仅如此,苹果设计的芯片在流水线效率、通道、带宽和L2/L3上从不吝啬,目的就是为了把单核的性能提高。
这样的设计对于日常应用和 游戏 来说很占优势,因为这些场景下CPU更多的是单核(或双核)工作。
另外一个让我们觉得A系列芯片性能更好的原因是iOS对于苹果芯片的优化,正是因为苹果不仅有自研芯片的能力,更是在操作系统上形成了闭环,使得iOS配+苹果芯片的体验要超过安卓+高通芯片。
从底层一点的技术上来看,由于安卓采用的Java虚拟机导致了安卓系统对资源的占用要比苹果iOS要多,一直以来就使得安卓手机在体验上没有苹果手机流畅。
不过这两年随着芯片性能和内存容量的不断提高,安卓手机的体验已经越来越接近苹果手机。而骁龙的GPU性能要比A系列芯片更胜一筹,所以两者的差距事实上并没有想象中的那么巨大。
拿A10做例子说明:
简单理解就是A系没基带,可以堆CPU配置,其它处理器需要内置基带,核心面积有限。
苹果A系列芯片是用面积换速度!
作为芯片设计者很难清楚,芯片其实就是速度、面积、功耗的折中,三者完全折中才是最出色的产品。当然,如果要追求高速度,那么就要加大面积,提高功耗。
我们这里做一个简单的比喻,我们要把8箱苹果从楼下拿到楼上怎么速度够快呢?
第一种情况 :找一个跑得快的人,一个楼梯,每次上下楼用时3分钟,每次搬一箱,那么8箱就需要8次,用时24分钟;
第二种情况 :找一个跑得快的人,两个慢的人。快的用时3分钟一个来回,慢的人5分钟一个来回,那么快的人搬5次,慢的人三次,总共用时15分钟,比之前少用了9分钟,但是多请了一个人。
第三种情况 :把楼梯改成电梯,缩短上下楼时间。那么就要在房间里安装个电梯,那么时间就更多短了。
第四种情况: 就是多找几个人,坐着电梯上下,就会更快。这样的话,屋内的人多了,消耗多了,电梯也占了空间,那么就需要更多的空间。
其实芯片设计也一样,要么多核设计,要么增大面积,增加电路;苹果手机芯片内部没有基带芯片,所以相同的大小可以放更多的电路,那么势必导致其速度更快。当然功耗也随之增加,这也是苹果手机续航差的一个原因。
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高通和苹果均使用ARM公司的ARM架构,为何性能差距这么大?
让我们一起来看看,为何苹果处理器要远远领先其他厂家呢。
ARM公司已经将基础框架搭建完成,如何进一步设计则看各家公司的研发实力。
所有的一切,同苹果高额的利润模式同样密不可分。
苹果处理器芯片面积较大,并且没有集成基带芯片,节省了一定空间。
一个使用安卓系统,一个使用iOS系统。
设计对象的差异化,导致两款处理器性能也存在差异。
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1. 苹果A系列芯片的性能之所以强于高通芯片,一个重要原因是苹果没有集成基带,这使得A系列芯片在相同的体积和工艺制程下,可以拥有更大的CPU面积,从而集成更多的晶体管。2. 高通作为通信行业的领先者,其核心竞争力在于基带芯片,因此高通芯片将基带芯片也集成到处理器中。这种设计的好处是,基带芯片和C...
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弓晏马蔺: 现在高通也有A15架构的芯片 苹果的A也是只是个代号 单纯的比较A15架构的芯片 苹果的A不算厉害的 高通的更强一些 但手机因UI的深度优化程度,直接影响到硬件的硬性发挥,所以现在看来IOS要比安卓强很多 A不如现在高通的同等级架构芯片,但在手机表现上,IPHONE要比同等芯片的手机表现好
彭泽县15851381091: 高通的处理器架构是ARM的吗? - ?
弓晏马蔺: 先说下高通和ARM的关系.ARM公司本身并不参与终端处理器芯片的制造和销售,而是通过向其它芯片厂商授权设计方案,来获取收益. 举个例子,如果处理器相当于一栋完整的建筑, ARM就像是建筑的框架,至于最后建造出来的房子长什么...
彭泽县15851381091: iphone手机的cpu为什么不用高通的? - ?
弓晏马蔺: 从很多层次来看苹果的A系列CPU更加适合自己,不选择高通也是多方面造成的.1. 一方面A10X Fusion现在以及A11 Fusion预计的跑分很高,A系列处理器是苹果自己研发的,在软硬件配合方面绝对要比采用高通的好.2. 另一方面iOS的占有率虽然没有安卓那么高,但是从营收的角度,Apple是盈利的,用A系列处理器,还能有效的避免其他的品牌使用iOS的底层和生态架构.3. 再说了,那么多研发工程师招来了,不用更浪费,一边是高额的使用权费用,一边是稳定和衷心的付薪员工,这笔账还是很好算的.4. 相比之下ios更需要单核性能,Android相反,高通是不可能为IOS单出一个系列的.
彭泽县15851381091: 车载导航 ARM A11的平台好吗 - ?
弓晏马蔺: 首先ARM没有A11的架构,ARM11和A11是不一样的.车载的话一般会用到ARM11以上的平台的地方是多媒体,这样的话ARM11到ARM cortexA8/A9都是够用的.如果光做个简单的导航的话,ARM7/ARM9都绰绰有余.
彭泽县15851381091: 处理器高通 德州 三星等的都是基于ARM的吗?还有基于其他架构的吗? - ?
弓晏马蔺: 高通、德仪、 三星的芯片都是基于ARM的!不过等级不同!高通得到的是最高级的指令集授权!三星、德仪的只是普通的架构授权!打个比方,高通和三星都在做包子,高通得到的是一份菜谱,具体怎么做随自己发挥;而三星、德仪得到的只是一个模具,只能照着模具做,做出来的和模具一模一样!高通基于ARM V7 指令集,开发出了Scorpion和Krait架构;而三星、德仪只能采用ARM公版的A8、A9、A15架构!基于精简指令集的还有个MIPS架构,不过基本看不到!
彭泽县15851381091: 苹果A系列处理器和高通哪个好 - ?
弓晏马蔺: 苹果手机处理器是特别定制的,不像高通处理器那样是通用的(你用我用大家用),苹果操作系统本身就不吃硬件,同时系统还有较高的流畅度,所以在性能上苹果处理器完全无法与安卓旗舰相比较! 安卓系统本身就相当吃硬件,所以众安卓厂商才一味的堆砌硬件,为的就是追求苹果手机那种系统高流畅度!
彭泽县15851381091: 为什么高通不给apple提供芯片,而给锤子手机提供 - ?
弓晏马蔺: 苹果用的是自己的A处理器,高通和Intel提供基带.而且由于高通和苹果产生矛盾,导致苹果有和Intel搞上了,但是说实话高通的基带还是比Intel领先很多
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弓晏马蔺: 苹果A CPU强,是因为A的U芯片面积都比高通大.面积大,也就意味着可以塞下更多的晶体管
彭泽县15851381091: 手机CPU高通 联发科 苹果a系列 海思谁的总体性能跟稳定更快. - ?
弓晏马蔺: 苹果a系列最好,然后是高通,海思,最后是联发科.另外三星的Exynos系列处理器也不错,总体比海思稍逊比联发科强一点.