作者丨Wired
译者丨核子可乐
策划丨张之栋
iPhone 11 践约而至，而新的苹果 A13 仿生芯片更是赚足了眼球。除了 85 亿晶体管的集成，以及“智能手机有史以来最好的机器学习功用”声称外，能效或许可以被称作此次苹果芯片的最大亮点之一。
每年的 iPhone 发布会大约持续 72 分钟，这一次苹果公司营销高档副总裁 Phil Schiller 约请 Sri Santhanam 走上舞台，评论新一轮三款机型中选用的全新 A13 仿生芯片。声响纤细而害臊的苹果芯片工程副总裁 Santhanam 的讲演只要短短 4 分钟，但从各个视点来看，这都是本次大会上最重要的 4 分钟。当然，许多朋友或许并没注意到——观众们的注意力都会集在闪亮的新 iPhone、三摄像头、奇特的夜间形式、令人形象深入的视频功用以及电池电量的明显提高身上。
在 Santhanam 完结自己的讲演之后，我脑袋里满是各种数字。苹果的新芯片包含 85 亿个晶体管，一起配备有 6 个 CPU 中心：两个运转主频为 2.66 GHz 的高功用中心（称为 Lightning）与四个高能效中心（称为 Thunder）。别的，其还具有一块四核图形处理器，一个 LTE 调制解调器，一款苹果自主规划的图画处理器，外加一套每秒可运转逾越 5 万亿次运算的八核机器智能神经引擎。
这款新的芯片体积更小、智能度更高、功用更强，一起又经过某种奇特的方法获得了低于上代计划的功耗水平。事实上，其能效较上一年的 A12 芯片提高了约 30%，这也成为新一代 iPhone 完结 5 个小时电池续航提高的重要根底之一。
iPhone 11 Pro 及其兄弟产品的推出，再一次证明苹果与各大竞赛对手比较，真实的优势在于其把握的完好笔直仓库：软件、体系硬件再加上芯片规划。咱们可以从 iPhone 的功用会集看芯片晋级带来的直接改善，包含增强实际功用、以及深度组成与夜间形式等核算拍照形式。
Schiller 在谈到 A13 仿生芯片及其功用时表明，“本年功用提高带来的最大直接收益之一，便是从文本到语音的转录作用。咱们在 iOS 13 中增强了文本到语音转录功用，这意味着其自然语言处理才干更强，且悉数经过机器学习加神经引擎完结。”
时钟周期
自 2007 年推出第一款 iPhone 以来，苹果公司现已走过一段绵长的开展路途。第一代 iPhone 速度极慢，甚至无法完结文本仿制与张贴等最基本的使命。别的，电池续航才干十分差，而糟糕的相机能把超级名模拍得不忍目睹。别的，初代 iPhone 简直不具有多使命处理才干，究竟其处理器芯片仅为 412 MHz——这款手机芯片与三星 DVD 播放器同款。很难幻想，这样一台不幸的设备最终会推翻整个手机、核算与通讯职业。
苹果公司很快就意识到，假如想要持续抢先于竞赛对手，特别是那些来自 Android 阵营的竞赛对手，自己有必要建立起完好的仓库体系。苹果公司于 2008 年决议自主规划并制作芯片。其时，公司内部只要 40 名担任整合各家供货商商用芯片的工程师。同年 4 月，苹果收买了一家名为 P.A. Semi 的芯片草创企业，交易价格为 2.87 亿美元。此举使得苹果芯片工程师的数量增加至约 150 名，他们的参加也给智能手机规划带来了一项重要启示：能效的重要意义。相关效果首先在 iPad 4 与 iPhone 4 中向全世界展现，这些设备由 A4 处理器驱动，后者归于 ARM 公司芯片规划计划的修正版别。A4 的中心职责，在于点亮这块史无前例的 Retina 屏幕。
曩昔几年以来，苹果芯片凭借着一系列超卓的功用特性，在每年的发布大会上不断引发重视与惊叹。Siri、视频通话、根据指纹与图画的辨认，甚至相机的多种功用，都是苹果公司经过芯片获得的直接效果。在 2017 年推出 iPhone X 后，我曾在博文中写道，“FaceID 是苹果一起规划思路的完美体现——芯片、物理硬件、软件与规划完美共生。这种将杂乱技能转化为奇特时间的才干，取决于这种共生联系能否调和坚持。”而这，也正是史蒂夫·乔布斯为苹果公司留下的最大遗产。
芯片竞赛持续升温
Johny Srouji 现在担任苹果公司巨大的芯片业务及其他硬件技能业务。许多人以为，苹果每年开发预算中的很大一部分，都被划拨给了 Srouji 的技能团队。在几年之前承受《彭博商业周刊》采访时，Srouji 表明“乔布斯意识到，苹果要想真实完结差异化并带来真实一起、真实巨大的产品，仅有途径便是具有自己的芯片。”据称，苹果公司的芯片部分现在具有数百名职工，但在记者就详细细节发问时，对方立刻表明不方便泄漏。
苹果的芯片优势在业界也得到了高度重视。事实上，现有商用芯片一向与苹果芯片存在距离，而苹果方面也在经过手机加平板电脑尽或许剥削芯片中的潜在价值。作为在起步之初就将苹果公司视为竞赛对手的巨子级企业，华为与三星很快得出了相同的定论——移动技能的未来需求以定制化芯片为根底。只要这样，他们才干抢先于其他 Android 厂商并更好地同苹果翻开对立。
苹果公司副总裁 Sri Santhanam 在加利福尼亚州库比蒂诺的史蒂夫·乔布斯剧院宣布 A13 仿生芯片讲演。这些厂商，再加上专门开发通讯芯片的高通，正在安身这一商场翻开剧烈竞赛。上一代 A12 仿生芯片在发布之时，只能说与竞赛对手比较略有优势；但本年苹果在其 iPhone 11 发布会上发布的 A13，则进一步加强了抢先起伏。
研讨咨询公司 The Linley Group 创始人、极具影响力的《微处理器陈述》通讯发行人 Linley Gwennap，被广泛视为当时最重要的处理器技能专家之一。Gwennap 一生中的大部分时间都致力于研讨处理器与芯片。在他看来，苹果公司的确具有优势，这一点也在基准测验傍边得到了证明。可是，抢先起伏并不算大。
在采访上谈到上一代 A12 仿生芯片时，Gwennap 指出，尽管苹果公司一向在单 CPU 功用范畴占有优势，但其他竞赛对手也有着自己的独门绝技。
他表明，“我觉得苹果还算不上是遥遥抢先。我期望三星、高通以及华为可以持续提高自己的竞赛力。”
那么，从上一年的 A12 处理器以来，苹果是否加强了本身优势？新的六核 A13 仿生处理器，能否与苹果三大竞赛对手的最新芯片相抗衡？下面来看详细数字。
三星公司的最新处理器 Exynos 9825 具有八个中心，划分为三个集群：两个为运转主频 2.73 GHz 的高功用定制 Mongoose 中心，别的两个为运转主频 2.4 GHz 的 Cortex A55 中心，最终四个则是主频为 1.9 GHz 的 Cortex A55 中心。此外，处理器中还包含一个 Mali GPU、三星神经处理单元，外加 LTE 与内存装备。
再来看华为，其最新芯片为麒麟 990 5G，选用类似的八中心、三集群规划思路。其间两个高功用 Cortex A76 中心运转主频为 2.86 GHz，别的两个 A76 中心主频为 2.35 GHz，最终是四个首要着重能效的 1.95 GHz 主频 Cortex A55 中心。这款芯片选用 16 核 GPU 与具有三个中心的达芬奇神经引擎。华为的这款芯片包含 103 亿个晶体管。
最终是高通，他们的骁龙 855 Plus 与麒麟 990 以及 Exynos 十分类似。其选用定制型 Kryo 485 Gold 中心，其间高功率集群主频为 2.96 GHz，还有三个 Kyro 485 Gold 中心供给 2.42 GHz 主频，最终是以能效为中心的四个 Kryo 485 Silver 中心，运转主频为 1.78 GHz。此外，处理器中还包含 Adreno GPU 以及高通自家的 Hexagon 690 AI 引擎。
这些芯片在组件数量与组件运转速度方面都更为可观，因而许多朋友或许以为其功用无疑将优于苹果。但实际情况是，咱们很难运用移动芯片中的悉数容量。一个或许两个高功用中心，现已彻底可以满意咱们对手机设备的大部分需求。与竞赛对手的八核处理器比较，苹果的六核规划看似落后，但实际上 A13 芯片上的两大处理器现已足以轻松逾越 Android 厂商。苹果的处理器能效更高，这也形成了新的明显竞赛优势。例如，三星的 Mongoose 芯片只能偶然运转，不然或许导致手机全体过热。别的，可以看到竞赛对手们也都像苹果相同选用了类似于 A13 的高能效中心规划。
因而，单纯审视标准与基准，并不能真实反映苹果芯片的中心优势——严密的设备集成才干与完好的开展战略规划。这全部，使得苹果芯片可以在提高要害运用功用的一起，带来更长的电池续航时间。
能效的游戏
那么，手机厂商该怎样运用这些技能优势压服客户？事实上，现在人们越来越不重视芯片。更重要的，在于供给更好的相机、更快的运转速度感触以及更大的电池容量。事实上，可以坚持运转 Instagram、Facebook 以及 YouTube 的时间越长，咱们就越乐意为这些高端手机付钱。苹果的新款 iPhone 11 Pro 与 iPhone 11 Pro Max 当然也在电池上大做文章。这些手机的续航才干别离额定延长了 4 小时与 5 小时。那么，这究竟是怎样做到的？
问题的答案，就在于苹果把握有的完好技能仓库。为了了解苹果怎样在 A13 仿生芯片这样的产品傍边完结笔直整合，我与 Schiller 以及 Anand Shimpi 进行了评论。Anand Shimpi 是一位颇具影响力的半导体与体系方向科技记者，并一手创立了 AnandTech 网站。现在，Shimpi 亦是苹果公司渠道架构团队中的一员。
新款 A13 在上一年 A12 的根底上完结了大幅提高，其间全部首要组件（包含六个 CPU 中心、图形处理器以及神经引擎）的功用均匀提高 20%。关于 A12 这样一款各项功用指标现已十分优异的芯片来说，如此明显的提高的确令人感到意外与惊喜。
Shimpi 表明，“咱们揭露评论的首要是肯定功用。但实际上，咱们真实重视的是每瓦功用。咱们以为能效最为重要，假如构建起的是一套高能效规划，那么其应该也会具有不错的功用体现。”
Shimpi 与 Schiller 关于能效与功用都抱有一种近乎疯狂的重视。例如，CPU 团队投入了很多精力研讨用户到底是怎样在 iOS 上运用移动运用的，然后运用这些数据优化未来的 CPU 规划。如此一来，当设备的下一版别准备就绪时，就能更好地支撑用户在 iPhone 上进行的大部分操作。
Shimpi 表明，“关于那些不需求太高功用的运用，或许上一年的功用水平就足够了，这时候芯片就可以在更低的功率状态下运转。”
这种战略不只适用于 CPU。事实上，相同的每瓦功用准则也适用于机器学以及图形处理功用。举例来主产，假如 iPhone 相机软件的开发人员发现用户操作会很多运用 GPU 资源，那么他们就可以与 GPU 架构师协作，然后找到更抱负的软件运转方法。这无疑给未来的图形芯片带来了更高效的规划辅导。
芯片协同
那么，A13 仿生芯片到底是怎样运作的？其整体概念首要会集在使命、授权与交代三个方面。关于低功用使命——例如翻开并读取电子邮件——iPhone 会运用能效较高的中心。但关于更为杂乱的使命，例如加载杂乱的网页，那么高功用中心就要出手了。至于某些惯例且完善的机器学习负载，神经引擎自己就能搞定全部。而假如面临的是更新、愈加先进的机器学习模型，CPU 及其专用机器学习加速器也将参加战团供给协助。
不过，苹果公司的诀窍在于保证芯片内全部这些组成部分都能以节省电量这一一起的方针为主线，协同开展作业。在典型的智能手机芯片傍边，芯片在每个时间都只要一部分在履行特定使命。咱们可以把它幻想成一个技能社区，其间一部分成员担任在用户吃晚饭并观看自己喜爱的电视剧时供给服务；而在用户吃完了饭想玩会游戏时，又有另一部分成员开端投入作业。
在 A13 芯片傍边，也具有相同的敞开 / 封闭计划，但由于具有愈加一致的家族式规划，因而动力功率可以更上一层楼。
Schiller 指出，“无论是办理电池寿数仍是优化功用，机器学习都在全面参加。十年之前，机器学习还不存在。但现在，它随时运转、随时作业。”
最终，这项技能之所以可以快速开展，是因为咱们人类期望具有更简略朴实的体会。咱们期望自己的手机变成一套无所不能的控制台，既可以流通运转火爆的游戏，也能在暗淡的照明条件下拍照出美丽而洁净的相片。就在咱们的点击与轻扫之间，苹果工程师们的汗水效果一向在发挥作用，从头规划自己的规划，并期望在新的一年中开发出新的芯片计划。只要这样，挑剔的顾客才乐意再次购买最新一代苹果产品。
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点个在看少个 bug
