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A系列領銜 蘋果締造了一個芯片帝國
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日期:2016-09-21 09:24:43來源:物聯中國 點擊:5097
核心提示:眾所周知,蘋果是流動資產最高的科技公司,就算是石油公司都難以匹敵。也正是因為有了雄厚的現金儲備,蘋果公司才能夠有大量專利技術可用。

       眾所周知,蘋果是流動資產最高的科技公司,就算是石油公司都難以匹敵。也正是因為有了雄厚的現金儲備,蘋果公司才能夠有大量專利技術可用。當其他公司還在外包生產產品零部件時,蘋果已經盡可能地定制甚至是內部自主開發,其中最亮眼的當屬目前使用在 iOS 設備上的 A 系列芯片。不過,今天蘋果的成就已不僅限于 A 系芯片,更像是一個令行業敬畏強大的芯片廠商。

       蓬勃發展的 A 系列芯片

       大概五六年前,當三星、微軟和 HTC 都在依賴高通提供芯片的時候,蘋果公司已經四處招攬人才,組建自己的工程師團隊為 iPhone 和 iPad 自主設計芯片。期間蘋果收購了兩家標志性的公司,首先是 2008 年以 2.78 億美元收購了一家小型無晶圓廠半導體(fabless semiconductor)公司 P.A. Semi,為旗下自主芯片研究工程打下基礎。

       外界質疑為何蘋果收購 P.A. Semi,畢竟當時已經有各種 ARM 硬件任蘋果挑選。直到蘋果再一次收購 Intrinisty,人們才發現了蘋果的真正意圖,不只是為了得到更多芯片開發人才,強化硬件和軟件,更重要的是 A4 處理器誕生了,蘋果確實利用此前收購的基礎來開發了專門的芯片組和控制器。

A系列領銜 蘋果締造了一個芯片帝國

       從 2010 年發布 A4 芯片開始,蘋果就不斷的擴充其 A 系列芯片的陣容,引入不同的設計和功能目標。當然蘋果公司在這方面的開發和研究也并非都是一帆風順的,但是隨著每一代A芯片的更新和發布,這個芯片系列的威脅已經越來越大,特別是 iPhone 5 出現的 A6 芯片,成為了蘋果首款完全自主定制設計的芯片。蘋果內部稱其為 Swift,A6 雖然仍然使用 ARM 指令集,但是不再沿用現成的公版設計。A6 是完全手工設計,耗費大量人力資源,成本更高,不過手工設計通常能夠帶來更高的能效。

       事實證明 A6 跑出了兩倍于上一代芯片的速度,加上先進的用戶界面、操作系統以及軟件開發框架和工具,蘋果已經確立了他們在應用處理器方面的優勢。憑借資本優勢,蘋果仍在自主開發非常昂貴的移動應用處理器,A 系芯片性能優勢不斷擴大,上一代 A9 芯片在跑分中碾壓對手,而對手往往遲個半年時間才能追上。

       不得不說,在短短幾年時間里,蘋果刮起了手機芯片行業的革命風暴,并于 2013 年發布了業界第一枚 64 位智能手機芯片 A7,還引入了配備強大圖形處理性能的 X 變種型號。蘋果沒有就此滿足,并通過世界一流的半導體團隊持續推動芯片的發展,如今 A 系列芯片已經成為了手機芯片史上最強大的芯片。

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       搭載于 iPhone 7 內部的 A10 芯片,是自從蘋果的片上系統轉移到 64 位處理器架構以來進步最重大的一次。A10 Fusion 芯片不僅擁有 33 億個晶體管,而且還是 A 系首次采用四核設計,在新的動態電壓頻率調節模式和性能控制器下,能夠有針對性對核心負載進行智能的管理,做到讓某些核心完全關閉,能耗管控能力高效得驚人。

       對此,當今甚至有人贊美稱,搭載于 iPhone 7 內部的 A10 芯片,已經幾乎可以媲美英特爾入門級超低功耗芯片的性能,并且其制造成本更低,電源管理更優秀。之前評測也表明,MacBook Air 中的英特爾老芯片在跑分上已經體現出了與 10 相比的不足,但重點不是速度有多快,跑分是無所謂的事情,而是同樣性能的發揮時,A 系芯片擁有更高的能效水平。同時,市場上因為有不同的處理系列產品推出,A 系芯片對比也越發鮮明。

       不只有 A 系列芯片

       除了為 iPhone 、iPad 和 Apple Watch 設計的 A 系列芯片之外,蘋果已經開始為越來越多的產品線開發芯片。去年,我們在第一代 Apple Watch 上看到了蘋果第一枚 SiP(System-in-Package)系統級封裝的小芯片:Apple S1,這是一枚針對可穿戴設備量身設計的超微型芯片。

       作為 Apple S1 更新換代產品,今年在第二代智能手表 Apple Watch Series 2 上,又推出了改用雙核心設計的 Apple S2 芯片,將微型芯片性能提升到一個新的高度,使 Apple Watch 的速度提高達 50% 之多。此外,S2 還加入了新圖形處理器,將圖形處理性能提升到 2 倍。

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       不僅如此,蘋果不忘繼續改進 Apple S1 芯片,在 Apple Watch Series 1 智能手表上所更新的那枚芯片,同樣改用了雙核心的設計,加速性能表現,用戶能夠輕松感受到迅速啟動自己常用的各種應用的快感。

       說實話,Apple S1 和 S2 芯片應該僅相當于一個全新的開始,因為在今年蘋果新發布的 AirPods 無線耳機上,我們又看到全新超低功耗的 Apple W1 芯片。盡管蘋果沒有透露太多與 W1 芯片相關的細節,但蘋果明確表示,關于 AirPods 無線耳機任何開創新的體驗,都要得益于革命性的超低功耗 Apple W1 芯片。

       目前至少有三個 AirPods 的創新與 W1 芯片有關。首先是“化繁為簡、一步到位”的無間銜接,憑借 W1 芯片只要靠近 iPhone 或 Apple Watch 即刻配對完成,提供行業內的最出色全自動的設置方案。再者,W1 芯片可以“穩定”的連接,蘋果稱不僅不會有普通藍牙耳機的斷續情況,還能“提供卓越的音質”。最后一點是超低功耗,W1 芯片工作時功耗只有傳統無線芯片的三分之一。

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       總的來說,W1 芯片不僅有助于傳輸高品質音頻,而且還帶來了行業內的最出色全自動的設置方案,以及最出眾續航時間。唯一的疑問就是,考慮到這是一枚無線耳機芯片,蘋果是否會考慮提供 Apple W1 芯片的授權?畢竟這有利于其他第三方廠商打造同等或更出眾品質的無線耳機配件產品。

       蘋果下一步野心是什么?

       對于行業來說蘋果的 A 系品牌作用是史無前例的,或者說最近已經沒有哪個公司能夠取得這樣的成就,一個這樣的團隊竟能夠開發出這么高質量的芯片。通常能夠為自己的產品開發出這樣的芯片的參與者總能代表“行業領先”,至少完全不輸給高通。關鍵在于,這為蘋果旗下產品自主設計硬件的“垂直整合”戰略奠定了堅實的基礎。

       隨著 iPhone 和 iPad 中 A 系列芯片的優勢不斷擴大,看到利潤豐厚的市場拱手相讓給蘋果,一些口袋里有錢的廠商可能也蠢蠢欲動,開始思考他們能不能也自己設計芯片。然而短時間內要完成自主非公版的設計并不那么簡單,這一點谷歌已經證明。

       無論如何,迄今為止我們看到了蘋果三個創新的芯片設計,分別為 A 系列、S 系列和 W 系列。盡管 S 系列和 W 系列剛剛起步還相對較新,但參照過去幾代 A 系列芯片的發展步伐,蘋果并沒有就此罷休的打算,反而是要將其打造成業內一流的芯片。

       我們也不清楚蘋果下一步是什么,根據近年來的報道和爆料,擺在眼前的大概有三個跡象:

       - 首先是集成調制解調器的 SoC 一體式芯片?

       - 再者是自主設計 GPU 圖形處理器單元,包括調制解調器?

       - 最后還可能將 A 系列芯片帶到桌面上?

       觀察手機行業 SoC 系統級芯片的研發歷程,集成調制解調器似乎是必走的步驟之一,高通目前已經做到這點并且優勢十分突出。最近沉寂已久的英特爾,開始為蘋果某些型號的 iPhone 提供調制解調器,但早幾年就有跡象表明,蘋果同樣有興趣打造自主調制解調器,相信將其集成到 A 系列芯片之內只是時間的問題。

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       另外,從去年 12 月份開始,就不斷有傳聞顯示,未來蘋果不僅致力于移動芯片的 CPU 中央處理單元,而且還考慮自行研發 GPU 圖形處理單元,相關工作“悄悄地在幕后進行中”,而不是長期從 Imagination Technologies 獲取授權。據稱一是成本因素考慮,二是性能因素,蘋果不希望看到通過堆 GPU 核心集群來提升性能,核心越多穩定性就越差,而且功耗不易控制,反而傾向于較小或相對合理的 GPU 配置。

       假如蘋果真的有一支能力出眾的 GPU 團隊,并且愿意慷慨投資,那么蘋果通過定制自主的 GPU 架構,將有可能實現重大的性能改進,無論是芯片面積還是性能,均可以比之前提供的 GPU 內核更合適整體芯片結構設計。蘋果在這方面仍是新手,但已經擁有成熟且十分成功的 CPU 內核定制經驗,這點有助于蘋果少走彎路。

       與此同時,蘋果似乎要做的不只是移動芯片的主導力量。根據傳聞了解,蘋果極有可能將 A 系列芯片帶到 Mac 產品線上,主要是因為在超低功耗芯片領域,A 系每瓦的性能與英特爾的差距逐步縮小。當然了,在高性能處理器領域,英特爾的領先地位毋庸置疑,不過低端入門級的超輕薄產品未來就很難說了,其實對于蘋果最大的挑戰還是在于不同芯片架構之間軟件的無縫兼容問題,即使數年或數十年也不一定能夠解決。

       總之,從這三個系列芯片的發展勢頭來看,蘋果在整個芯片行業還能有很長的發展之路,但就移動行業而言,蘋果的食物鏈已經足夠龐大,更多成果或許將在未來兩三年內一一呈現。

出處:物聯中國
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