与华为抢5nm首发的苹果A14处理器性能到底有多炸裂？

2020-09-08 05:13:00 [ 中关村在线原创 ] 作者：耿鑫 | 责编：周博林

不出意外，全球首批5nm芯片有华为海思麒麟9000和苹果A14，两家到底谁会首发，引人关注。苹果从A4苹果开创自研芯片之路，到即将到来的A14，十年的自研造芯路究竟会带来怎样的集大成之作，让它成为数以亿计果粉们的期待。

01苹果A14处理器到底多炸裂

作为每年科技界的春晚，苹果秋季新品发布会备受果粉们的期待。今年大会的主角iPhone12系列曝光的卖点还真不少，比如首次支持5G网络、加入ToF深感探测器、回归iPhone4的经典设计以及最高支持120Hz高刷新率等等。

除了以上这些升级外，新机搭载的A14处理器更是吊足了很多性能党的胃口。每一代iPhone发布时，其搭载的A系列芯片总能引起手机圈的热议，甚至其风头会盖过其手机本身。作为苹果10年造芯路上的集大成之作，A14芯片性能到底有多么炸裂，今天我们一探究竟。

01 5nm制程工艺集成约125亿个晶体管

早在6月份，台积电发布的财报上显示，其月营收首次达到1208.78亿新台币，环比5月增长28.8%。外界猜测，推动其营收增长的原因可能是受益于苹果A14芯片的代工项目，这也侧面说明了这款芯片已经开始了规模化量产。

同样的，苹果也从台积电的制造工艺改进中连年受益。苹果A12采用7nm工艺制造，A13则进一步采用了台积电极紫外光刻的7nm工艺，实现了更快的运算速度和更低的功耗表现。

可以确定的是，新一代苹果A14芯片将采用台积电的5nm工艺，同时它可能是首个能实现大规模量产的5nm工艺芯片。

不同于前代7nm的升级，5nm制程工艺是一次大跨越。A14芯片在整个过程中广泛使用了极紫外（EUV）光刻技术，晶体管密度较7nm芯片提升80%，相同功率下运行速度能够提升15%性能、同性能下则可降低30%的功耗。

此前外媒爆料，苹果A14芯片将集成约125亿个晶体管，对比约85亿个晶体管的A13芯片提升巨大，不得不说5nm工艺让芯片单位面积的晶体管数量猛增。

早在之前，网上就流出疑似A14芯片的GeekBench 5跑分，其显示单核跑分达1658分，多核4612分，主频为3GHz，相比A13芯片有了约25%的提升。当然这份跑分数据的真实性有待商榷，不排除它实际性能的提升会更大。

GeekBench主要体现的是处理器的CPU性能，苹果A系列芯片的GPU性能同样是业界有名，特别是从A11换为自研方案后，之后的每一代芯片的图形处理能力都提升巨大。近期，国外知名爆料达人@Komiya称，A14芯片的GPU性能将比A13提升50%。

考虑到晶体管密度会大幅的提升，结合台积电之前的描述，A14 GPU部分提升50%并不算意外。游戏业务对于App Store的营收占比非常大，苹果此前还特意推出Apple Arcade服务，此次A14芯片GPU性能表现，值得玩家期待。

当然，A系列芯片不仅仅包含CPU和GPU内核，其还包含用于特定任务的专用硬件。例如处理视频编码的图像处理器，以及负责机器学习的神经网络引擎。

5nm制造工艺可以提供更高的晶体管数量，苹果还将增加Neural Engine内核，以及进行其他方面的架构改进。这样，即使A14会提升两倍的机器学习能力，也不足为奇了。

02 A系列芯片的重要转折点硬件是搭建苹果生态的桥梁

iOS系统是封闭化生态而出名，这样的好处是便于管理，并为用户提供更安全、稳定的生态系统。不仅是软件，苹果对于芯片等硬件的把控也一直在收紧。

从iPhone 4首发A4处理器开始，苹果就正式走上了自研芯片的道路，到如今的A13芯片，苹果已经整整发布了10款A系列芯片。要说能代表A系列芯片重要改变的，无非是下面要介绍的这两款。

首先，A7作为历史上首款64位移动处理器，其意义是划时代的。A7芯片搭载于iPhone5S上，其拥有全新的64位架构，采用28nm工艺，A7的性能比iPhone 5上的A6快2倍，是初代iPhone的40倍。

无论对于苹果还是移动处理器产业来说，A7的问世都是跨越性的。在所有竞争对手的移动芯片还处在32位架构的时候，苹果率先首发了64位芯片，加快了移动芯片产业迈向64位处理器时代的步伐。虽然发布初期引来行业的争议，但现在来看，苹果当时的策略是具备前瞻性的。

从A8到A10的阶段，A系列芯片的性能都在稳步提升，不断改良的制程工艺也让晶体管数量暴增。直到A11芯片的发布，苹果自研芯片的道路又开启了新的大门。

A11采用当时最先进的10nm工艺制程，晶体管数量达43亿个，6核心设计大核性能相比A10提升25%，多核性能处理提升75%。当然这还不是最大的惊喜，正是从这一代开始苹果宣布将会采用自研GPU方案。

该消息一出，Imagination的股价瞬间遭受重挫，暴跌近70%。Imagination此前一直为苹果A系列芯片设计GPU，其大部分营收都要依靠苹果支付的专利许可费用。事情总有转折，今年苹果与Imagination又重新与达成协议，外界认为，苹果很难在GPU领域绕开Imagination的专利，这也说明自研之路并非是一帆风顺的。

另一方面，A11首次搭载神经网络引擎，每秒运算次数高达6000亿次，主要负责机器学习，其重要性体现在face ID及其一系列的拟我动画表情上。

晶体管数量超125亿 iPhone12搭载的A14芯片性能到底有多炸裂？
苹果A系列芯片的重要转折点（来源彭博社）

我们可以看出，历史上苹果A系列芯片的重要转折点，都是为实际的软件服务而升级的。A7开创64位移动处理器时代，正是为64位软件生态而服务的。A11芯片采用自研GPU方案以及新增神经网络引擎，则是为iPhoneX的全面屏操作、手游的火热而升级的。芯片等硬件是搭建苹果软件生态的桥梁，两者相互影响，共同构成了“苹果生态”大厦。

写在最后

我们从历代苹果A系列芯片身上，可以发现一个规律，那就是苹果一般不会在芯片性能上挤牙膏。每一代新iPhone发布时，用户对于芯片的讨论热度，远远大过新机在其它方面的升级。今年A14芯片的性能提升究竟有多大，我们只有等到发布会上才能真正知晓，但可以肯定的是它的性能会很炸裂，势必会引起行业的热议。

A系列芯片之所以这么强，不仅在于苹果独占移动芯片行业里领先的供应链优势，还在于它在自研芯片技术上的常年积累。像苹果这样财大气粗的公司，善于通过收购方式获得技术专利和人才，从另一角度看，收购更消灭了潜在的敌人，不可谓不妙。

人无完人，设计芯片自然也一样。例如苹果芯片没有集成式基带，之前在与高通的比拼中落得下风，导致iPhone Xs系列被很多用户吐槽信号问题；另外，iPhone的散热能力比较差，致使芯片并不能完全发挥其性能，玩游戏发热降频为人所诟病。

今年，iPhone12会不会有所针对性的改变，就让我们拭目以待吧。