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秒殺三星、吊打華為:蘋果是如何在晶元技術上做到一騎絕塵的?

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原標題:秒殺三星、吊打華為:蘋果是如何在晶元技術上做到一騎絕塵的?

  雷鋒網按:今年發布會上,蘋果在三款新 iPhone 手機中搭載了 A11 Bionic 晶元;在關於這塊晶元的報道中,雷鋒網認為性能強悍、秒殺對手的 A11 Bionic 才是這場發布會真正的亮點。

那麼問題來了,蘋果是怎麼做到的呢?關於這一點, Insider 作者 Daniel Eran Dilger 從技術、經濟規模和商業發展回顧的角度,給出了自己的看法。雷鋒網(公眾號:雷鋒網)將其編譯如下:

來自跑分網站 Geekbench 的官方跑分數據顯示,與去年 iPhone 7 上所採用的 A10 Fusion 晶元相比,蘋果 A11 Bionic 晶元的表現有著巨大的提升;它的跑分不僅遠遠高於其他 ARM 競爭對手的最新晶元,也高於蘋果在 13 英寸 MacBook Pro 中所採用的基礎版 Intel Kaby Lake 酷睿 i5 晶元。

秒殺三星、吊打華為:蘋果是如何在晶元技術上做到一騎絕塵的?

其實在蘋果發布會之前,一組指向 A11 Bionic 的非官方 Geekbench 跑分數據已經泄露,初步表明蘋果的下一個晶元會更好;只不過官方跑分比泄露的更高。

將 A11 Bionic 用在 iPhone 8/Plus 以及 iPhone X 三款手機上。根據 Geekbench 提供的數據,A11 Bionic 在這三款手機的跑分表現略有浮動(單核在 5% 之內,多核在 7% 左右),這很有可能與這三款設備解析度和 RAM 的不同相關。

秒殺三星、吊打華為:蘋果是如何在晶元技術上做到一騎絕塵的?

不過,與去年的 A10 Fusion 相比,A11 Bionic 的提升是明顯的;後者的單核跑分比前者快了 25%,多核跑分為 80%。別忘了,A11 Bionic 還額外內置了新的神經網路、ISP 和 GPU,這些已經超出了一個普通的處理器跑分軟體可以檢測的範圍。

A11 Bionic 不僅快速高效,而且有新功能。更重要的是,它的跑分遠遠超越 Android 陣營的旗艦晶元;這本來就在預料之內,因為兩年前的 A9 就已經在單核上超越了當年的對手。

不僅僅是晶元

跑分當然不是全部。雖然 A11 Bionic 在跑分上比 Intel Kaby Lake Core i5 高,但有很多能夠在 13 英寸 Macbook Pro 上做到的事情,無法在手機上實現。比如說,筆記本可以驅動更大、更高解析度的外接顯示器,而 iPhone 就做不到。

更高的解析度意味著要處理更多的像素。這也是為什麼 iPhone SE在兩年之後仍能打敗Android 旗艦手機的原因之一,畢竟它的像素更少一點。

Android 廠商總是希望用上解析度更高的螢幕,尤其是三星;它擁有自己的螢幕技術,希望藉此做出手機差異化。然而就像我們反覆強調的那樣,三星在包括處理性能在內的其他方面的努力,已經跟不上它在高解析度螢幕的前進步伐了。

能夠處理更多的像素

與三星的上述做法不同,蘋果的做法是:不斷提升晶元的處理能力來驅動現有解析度的螢幕,然後通過色彩精度和色彩範圍來提升螢幕的品質。

自從三年前推出 iPhone 6/Plus 開始,蘋果都沒有改變新款設備的解析度;但它卻開發了擁有更強圖盤處理性能的 Ax 晶元來驅動 iPad 平板電腦。後者的解析度比 iPhone 高多了。

幾年前我們就說過,由於 iPhone 6 Plus 比 iPhone 6 擁有更強的解析度,實際上後者的跑分反而比前者還要高一點,儘管在實際使用中區別不大。

iPhone Plus 機型除了擁有更多的像素點(大約有 200 萬個,是標準版的 2 倍),還將原生像素點進行 3x 渲染,然後在執行 1.15 倍的縮放,最終才能夠與螢幕的實際解析度相匹配。

iPhone X 將改變這一現狀。與 Plus 機型相似,iPhone X 也會做 3x 渲染,但渲染之後會直接呈現出來。因此,儘管 iPhone X 擁有的 270 多萬像素,它卻沒對渲染像素進行縮放。擁有三年的 Ax 晶元的積累,蘋果似乎更有能力駕馭高解析度的螢幕了。

相反,三星 S8 搭配了一塊擁有高達 420 多萬個像素點的螢幕,然而卻搭配了一塊跟不上節奏的晶元;這導致 S8 在跑分方面,甚至比不上華為、小米的那些擁有較低解析度螢幕的相對低價手機。

如此一來,在如此痴迷於跑分的中國手機市場,三星手機的表現也就可想而知了;不過作為對比,蘋果在中國高端手機市場擁有 80 % 以上的份額。

秒殺三星、吊打華為:蘋果是如何在晶元技術上做到一騎絕塵的?

將競爭對手甩開一大截

無論是三星經常在國際機型中所採用的高通驍龍晶元,還是三星自家的 Exynos 晶元,二者都已經遠遠落後於蘋果。

A 系列與 Exynos 之間的差距尤其值得以一說;尤其是自從 2010 蘋果與三星緊密合作誕生了 A4 之後,這種差距演變成斷崖式的。那麼,在三星擁有自己的晶元工廠和多年的晶元研發經驗的情況下,蘋果是如何在晶元設計打敗三星的。

一個重大的原因是規模。在過去 7 代的晶元設計中,蘋果不僅在晶元的性能和功耗中投入很多,也從它的高端移動設備中賺取了大量的利潤。

蘋果的每一代新手機都採用了它的最新晶元,因此巨大的銷量降低了晶元研發的平均成本。蘋果在新手機推出的第一年一般能賣出 1700 萬台 iPhone。

蘋果也在 iPhone 上多年使用 A 晶元,並將 Ax 應用在

TV 等其他設備上。它還對 iPhone 晶元的表現進行上下調整,使其適用於 iPad 或

Watch。

像三星、華為這樣自研晶元的手機企業,在潛在的市場規模上更受限制。儘管自行設計生產了 Exynos 晶元,三星依然在產品上大量使用高通的產品。而在蘋果之外,平板電腦和智能手錶的市場規模,也小的多了。

即使是為眾多 Android 手機提供晶元、並在移動網路知識產權上佔據壟斷地位的高通,也無法與蘋果抗衡;不僅僅是因為技術,也因為 Android 手機對高通晶元的整體需求是相對低端的。高通沒有什麼動力去研發賣不出去的技術。

這就意味著,蘋果不僅能在競爭對手趕上之前佔據領先地位,也能夠讓它在雄厚財力的基礎之上,為需求不一的各類設備,去投資研發更快、更好的處理器。

另外,蘋果在 Metal(蘋果在今年 WWDC 上推出的新一代圖像渲染技術框架) 的并行投入,也在增強其硬體產品的表現;因為蘋果擅長於進行軟硬體一體的優化。Geekbench 也發布了 iOS 設備在用上了 Metal 之後的跑分,並畫出圖表如下:

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歷史又重演了

90 年代,蘋果與 IBM 和 Motorola 兩家公司合作開發 PowerPC 的晶元,業界都認為這樣做是為了超越 Intel 的控制。然而,Intel 的大規模效應幫助它追趕上了最新款 PowerPC 的表現,並最終超越。

與之相類似,iOS 讓蘋果成為高端移動設備領域的「微軟」,而 A 系列晶元讓它成為「Intel」。實際上,iOS 硬體的體量和價值,讓蘋果比昔年的 Wintel PC 帝國更加強大。

反過來說,蘋果在開發 PowerPC 的同時,也在與 Acorn 和 VLSI 合作,來為它的 1994 款平板電腦開發移動 ARM 晶元。Newton MessagePad 後來沒有獲取巨大的經濟規模,而這些專門為移動優化的 ARM 晶元為諾基亞和其他手機廠商所用,最終創造出一個巨大的 ARM 市場。

10 年以後,蘋果對 ARM 的最初投資在價值最高的時候被喬布斯賣掉,從而幫助公司在調整方向之後向上發展。當蘋果開始開發 iPods 的時候,它卻開始用三星設計的現代版移動 ARM 晶元了。

iPod 的銷量瘋長,讓 ARM 足以抵擋來自 Nvidia Tegra 的競爭。當搭載 ARM 晶元的 iPhone 開始在銷量上起飛的時候,即使 Intel 費了九牛二虎之力想要進入移動領域也徒勞無功。

自從 2010 年蘋果推出 A4 晶元之後,蘋果持續地將硬體利潤投入受到專利保護的晶元技術中去,從而使其做出差異化,並避免了第三方爭端。而在 A11 Bionic 上,這些投入又在蘋果自研的 GPU 架構上到達一個全新維度;在此之前,蘋果的 GPU來自於 Imagination 的授權。

蘋果在晶元上的優勢正在進一步增強,而且看不到停下來的跡象。

via insider,雷鋒網編譯

作者:308

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