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为什么苹果和安卓cpu差那么多

发布时间: 2022-12-23 23:35:23

A. 安卓八核CPU为什么性能表现不如苹果双核

爪机CPU的设计制造技术含量极高,不是所有爪机CPU厂商的技术水平都在一个水准上。因此,不同厂家的产品性能存在差距很正常。

苹果的A系列CPU采取的策略是提高单核性能、减少核心数量,配合iOS系统,获得了优秀的应用体验。其他厂商受到技术水平的限制,目前在单核性能方面和苹果存在差距,只好通过堆砌核心来提升CPU的性能。
其实,如果操作系统和应用软件优化好了,这两类CPU都可以获得很高的性能和应用体验。但问题是,目前安卓系统对多核心利用的并不好,经常出现一核有难七核围观的尴尬。

B. 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

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。


题主的问题实际上是一个伪问题。

单从处理器角度而言,高通的高端处理器(8XX系列)和苹果A系列处理器综合比较,性能差不多。

下面是我在网上找的骁龙835和A10的性能评测数据

在单核性能方面苹果占优 ,主要是因为苹果A10单核面积要比骁龙大,集成的晶体管数量占优。

苹果A10是四核心,骁龙是8核心(最新的苹果A11是六核心)。在多核性能对比中, 骁龙占优 。实际上,我们应用程序大部分场景下都是单核运行,所以苹果的A10在用户实际体验中还是占优的。

GPU部分骁龙占优。

综合比较而言,骁龙还稍稍有点优势。


但为什么,我们实际体验中,苹果手机比安卓手机要明显流畅呢?这其实和操作系统架构有很大关系。



谷歌的Android系统,是以linux为核心,在此基础上增加了Java虚拟机,所有的应用实际上是在这个虚拟机上运行的。这保证了应用程序的跨平台性。同时使用JAVA语言作为开发语言的程序员是全球数量最多的。谷歌也充分利用了这部分资源,使Android平台迅速聚集了最多开发者为其开发应用。

问题也就出在这个Java虚拟机,了解java虚拟机的朋友们都知道。虚拟机的好处是,程序员在开发程序的过程中,程序员不必关心内存资源回收的问题,虚拟机的内存回收机制会帮你处理这些问题,这样极大的减轻了程序员的开发负担。但缺点也同时存在,那就是虚拟机再运行过程中,占用系统资源很大。

这也就是为什么安卓旗舰手机内存比苹果手机内存大,但运行效果远不如苹果手机的主要原因。

苹果IOS系统是在其私有的UNIX基础上演变过来的,它不存在虚拟机机制,同时ios是一个闭源系统,苹果对其硬件和ios系统做了大量的优化和适配。保证了IOS应用高效的运行。而Android系统是一个开源系统,系统版本碎片化,导致硬件和软件都有很多兼容性问题,最终使得运行效率降低。

所以,典型的以三星为代表,就用堆硬件来解决android的运行效率问题。

长此以往,使人们认为,安卓手机性能不如苹果手机,进而认为高通不如苹果A处理器。


对了,多说一下,苹果IOS系统响应优先级中,屏幕响应为最高级别。这也是人们认为苹果运行快的一个原因。

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。

说起来很讽刺,虽然高通扼着中国绝大多数手机厂商的命门,但是单从利润上来讲,高通却不及苹果...

其实 iPhone的利润高出我们的想象 。现在的苹果公司,是打算不卖芯片的,他们主要卖手机,要知道,IOS性能吊打安卓可是一个重要的卖点,在高利润的支持下,苹果有能力做 高性能高成本大芯片面积大核心芯片 ,并且还可以很快收回成本。


反观高通,核心技术和商品都是芯片,这种情况下芯片业务收益最大化才是关键。那么同样大的晶圆,怎么能实现做出更多的芯片和更少的废品率呢?那就只能 芯片面积尽量小,核心架构尽量接近公版。


当然另一层原因,就是高通现在也是吃“老本”, 没有,或者说不需要一个能与苹果比肩的CPU架构研发团队。


这是为什么呢?原因就是经过代代开发, ARM公版完善程度已经非常高了,在这种情况下,除非有相当高的实力,巨量的金钱,才可能砸出一个比公版更好的架构,既然高通已经做到了芯片老大地位,就没必要再砸大钱研究新架构。

反正对于高通来说,在安卓芯片领域,他的地位有目共睹,更何况他还有我们国内这个对他不离不弃的巨大市场做保障呢。


而苹果呢,自家有设计能力,也有从工厂到提供商、工程团队、消费者的完备体系,简单说就是任性,反正不管投入多少,都能收回来,那么,就放手干吧~

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。

设计能力

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。

大核设计

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。

系统原因

一个使用安卓系统,一个使用iOS系统。

还有那些情况,能够造成苹果处理器要远远优于高通?

文/小伊评 科技

关于SOC架构设计是一个非常深奥的学问,其中包括譬如总线带宽,缓存,晶体管数量,结构等等,这些东西很深奥,就算是我也只是略懂皮毛,所以本文我们不探讨这些深奥的东西,我们从其他几个方面来说明一下苹果A系列处理器为什么这么厉害,我直接来罗列几个因素,大家一看就知道苹果的A系列处理器为什么强悍了。

01 坚持自研架构

放眼目前的手机市场,能够有能力生产高端移动SOC的一共就只有五个,分别是苹果,高通,华为海思,联发科以及三星。

在这五家企业中,目前只有苹果的A 系列处理器在CPU方面还在坚持使用自家研发的微架构,而其他几家包括高通和三星在内目前基本上都已经放弃了自主研发架构转而采用ARM公版的Cortex架构,譬如骁龙865这一次就用上了CortexA77的核心。

另外笔者还要再说一句,其实在安卓阵营当中,除了三星的猫鼬架构算是名副其实的自研架构之外(表现很差劲,早早就被放弃了),高通的Kryo架构其实就是对Cortex魔改,至于华为和联发科则是一开始就是用的公版的Cortex微架构。

并且在架构执行效率方面,苹果的A系列处理器一直是公认强于ARM的公版架构的,ARM直到最新发布的A78/X1之后才在核心执行效率方面勉强追上了苹果的脚步。

可以这么说,强大的核心架构是保证苹果A系列处理器性能的基石。

02 强悍的人才储备

Jim Keller曾经任职过诸多顶级的半导体公司,譬如英特尔,AMD,苹果等等,他曾经带领团队设计出了大名鼎鼎的K7系列,把AMD从破产边缘拉回来,然后做了K8系列,在消费市场把英特尔打的抬不起头来。 而最近被很多PC发烧友津津乐道的AMD Ryzen系列的Zen架构其实也是出自Jim Keller之手 ,就是这样的灵魂级的人物被苹果挖过来设计了苹果的A4和A5处理器,为苹果A系列芯片夯实了基础。

而且苹果芯片的核心团队还远不止如此,包括着名计算机领域领军人物Yale Patt(计算机系统概论的作者),Tse-Yu Yeh等等,这些无一例外都是芯片设计领域的顶尖选手。

在拥有全世界顶级的人才支持的情况下,苹果A系列处理器拥有强悍的性能余额就不足为奇了。

03 无需内置基带

苹果A系列处理器之所以能够拥有远超其他SOC的强大性能,除了在技术层面有领先之外,还有一个非常重要的原因就是放弃了内置基带,历代的苹果A系列处理器都是采用了外挂基带的形式,既然不需要内置基带,那么在其他条件基本相近的前提下,苹果A系列处理器就可以把更多的资源留给CPU以及GPU,毕竟一款SOC性能的强弱和晶体管数量是成正比的。


苹果之所以无法内置基带,和他在通信领域经验缺失是有一定的关系的,毕竟通信领域的入门门槛是很高的,可不是砸钱就能短时间堆出来的。
而反观其他几家半导体设计企业,旗下的SOC全部都内置了基带芯片,华为甚至还是第一个将5G基带集成在SOC中的企业,这些企业无一例外都是在通信行业有一定沉淀的。

也就是说,苹果A系列处理器的集成度其实是不如高通,华为的,这可能是苹果A系列处理器在性能方面大放异彩的核心原因。

苹果A系列芯片性能强于高通芯片,一个很重要原因就是苹果A系列芯片没有集成基带,只由CPU和GPU两个部分组成,甚至连WiFi芯片也没有。因此在相同的体积和工艺制程下,苹果A系芯片CPU的面积更大,上面可以集成的晶体管数量也就越多。

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。

高通骁龙和苹果A系芯片性能差别大,原因主要是,苹果是购买ARM的指令集授权,自行开发微架构,高通骁龙是购买ARM的IP核授权(省了开发微架构),然后魔改一下(其实往往是增加或减少缓存,优化内存控制器等),性能会比公版内核强一些,也就是一些而已,比不上能独立开发微架构的。


打个简单的比方,同样是做麻辣小龙虾,苹果是自制调料、自购食材、自己烹制。

由于是自制调料,需要什么味道,自己配就是了;也因为是自购食材,想要哪儿的小龙虾,下单就是了。简单说,菜的味道可以自己做主,自由发挥空间最大。

高通是购买现成麻小调味包,小龙虾也由ARM提供,调料和食材没得选(只能接受ARM标准化产品),回家倒锅里一煮,想味道重一点,少加小龙虾,想味道淡一点,多加小龙虾,麻辣的味道,他是没法调制的,发挥的空间没有苹果那么大。

公版内核?相当于买现成全套已经煮熟的小龙虾,放锅里加热后食用,完全没有自由发挥空间。

所以,看一家芯片设计公司能力的大小,能否独立设计微架构是一个重要指标。 像桌面CPU领域,英特尔和AMD是能独立设计微架构的,所以桌面CPU领域成为两家的后花园。

但是,凡事有利必有弊,自己设计微架构,对团队的设计能力要求非常高,尤其团队带头人,往往能决定芯片的竞争力。


后来,吉姆又从AMD离开,进了马斯克的特斯拉,干了一阵(在一家公司呆的时间平均不超过3年),又去了英特尔,直到现在离职。


最后总结一下:优秀的设计师带来好的微架构,好的微架构带来性能超猛的芯片。芯片业的规则就是这么简单,而且直白。

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。

1、时间差。

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。

2、产品挡位。

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。

3、不同的平台。

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。

C. 为什么苹果手机的处理器比国产的手机要流畅的多呢

流畅的是系统,不是处理器。苹果系统针对硬件做了深度优化,所以流畅。安卓是通用系统,要满足各种不同硬件条件,所以只能使用硬件的基本性能。

D. 海南免税版iPhone 14开售,苹果处理器性能和安卓对比如何

对于苹果和安卓之间的较量已经持续了很多年了,在性能方面,苹果和安卓其实有很大的差别,很多的安卓手机在用了几年之后就变卡顿了,但是苹果手机却不会因为苹果手机的生态系统和安卓手机有很大的区别,所以即使用了很多年,依然能够流畅的运行,这也是很多人喜欢用苹果手机的原因。

虽然苹果手机在运行以及流畅度上都有着很明显的优势,但也并不能否认现在的国产手机做的也是相当不错的,在手机的流畅度上面也是做的很好。特别是在手机信号和在手机充电速度这方面,国产手机已经做的远远超过苹果手机了。安卓和苹果在使用起来各有各的好处,大家在选择的时候可以根据自己的需要去进行抉择。

E. 安卓手机和iPhone的运存为什么有差别

谈起手机配置,首先想到的就是当年的华硕Zenfone 2,4GB运行内存成为了当时安卓手机中的“性能猛兽”,在此之后4GB、6GB应运而生并成为了旗舰机的优势。

  而如今,4GB运行内存已经走进了千元机的“标准列表中”,旗舰级产品更是达到了8GB水准。

  安卓手机在配置上一路高歌猛进,我们再来看看手机中的另一大阵营iOS。和Zenfone 2同年发布的iPhone 6s使用了2GB运行内存,这也是苹果公司自开始创造iPhone以来第一次使用2GB内存。

  而随着产品的不断更新,最新的iPhone 7依然停留2GB运行内存(7 Plus为3GB)。好吧,这么看来iPhone的硬件“一点”都没变化啊。

  安卓系统对比iOS

  如此一比,安卓的8GB内存超过iPhone整整4倍,这不禁让人产生疑问,为什么安卓用上了8GB,而iPhone还停留在2GB,两者之间运行内存差那么多?

  何为手机运存?

  再说两者区别之间,先来了解一下什么是手机运存。如果你经常关注手机圈,那么对RAM和ROM一定不陌生,它们俩都是我们说的内存。但差别就于在中间的那个“A”。

  手机内存不足

  ROM:是用来存储东西的内置存储器也是机身内存,通常一部分用来存储数据,比如说歌曲、视频以及你聊天的私密记录。而另一部分则使用于手机的系统文件、安装程序等用途。这种用来存储的的空间我们称之为内存(ROM)。

  RAM:指手机运行程序时使用的内存,只能临时存储数据,用于与CPU交换高速缓存数据,但是临时存储器(RAM)本身不能用于长期存储数据。当然为了和ROM区别开,这种内存就叫作运行内存。

  其实两者的`最大区别就在于,一个是固定存储(ROM),而另一个是临时存储(RAM)。另外,就是目前市面上的手机运行内存基本处于3GB-4GB之间,少数手机有6GB、8GB选择,但内存因需求量大,32GB、64GB甚至128GB的容量都有。

  为什么iPhone只要2GB就够,安卓就要8GB?

  首先,两个系统之间的机制不同。iPhone使用的iOS系统采用了一种“墓碑机制”也就是我们所说的“伪后台”,当用户按HOME键后,系统回到主界面,刚才使用运行的任务被放到后台挂起了,几乎不占用内存资源。

  iOS和安卓系统机制不同

  再看安卓系统,用户开启应用后按HOME键,尽管界面切换到了主界面,但任务仍在后台运行,用户如果再开启其他应用,又需要额外内存,相当于前台任务和后台任务都需要占用内存资源。如果你同时打开了很多应用,那么这些资源也就像“无底洞”一般吞噬着你的内存。

  其次是应用软件的限制。众所周知,iOS系统是苹果闭环生态的其中一员,目前也仅有iPhone、iPad产品在使用,这使得开发者在开发相关APP的时候对产品的兼容性考虑的相对较少。

  但在安卓手机就有所不同了,市面上近80%以上的移动设备都是用的是安卓系统,这也就让开发者有些头疼,设备的屏幕大小、分辨率、处理器等各种因素都要考虑在内,所以同是一个APP,应用到安卓手机上可能需要几百兆,而运行到iOS系统上可能仅为一百兆。

  并且,在运行高性能APP时苹果的GPU可以帮助可以减轻内存压力,比安卓手机的优化更好一些。

  所以这也就是为什么安卓手机用上了8GB,而iPhone似乎还停留在2GB。

  我们需要多大内存才可以?

  先从安卓系统来说,从2007年的beta版到如今的7.0系统,交互方式不断在改善,应用机制也一步步在进化,不过这也让系统占用的内存从当初1.0的一百多兆演变到现在将近2GB。

  加之在日常使用中还要打开微博、微信、大型游戏等应用,你手机中的4GB内存很可能已经不够用,这时候你就需要一款拥有更大运行内存的手机,当然运存越大你的手机在使用时就会越流畅。

  目前来看,安卓手机中最大的运存容量为8GB,究竟要买多大运存的手机还得看你的财力才行。

  iOS系统就又些不同了。前不久iOS系统更新到10.3版本。这其中就要说说新使用的APFS(Apple File System)文件系统。APFS文件系统主要针对于闪存 / SSD 进行了优化,不仅读写速度更快占用的手机内存也更小。

  由于访问应用或复制文件的速度更快了,对运存来说也相对减少了压力。不过,关于iOS设备的运存你没有多少选择权,最新的iPhone 7系列也仅有2GB运存一个版本。

  未来iPhone会不会用上8GB?

  尽管安卓和iOS两个系统的机制差别很大,iOS对运存的优化比安卓要好,但作为消费者谁都愿意买一部拥有更大运存的手机,当然iPhone用户也是。虽然8GB运存对于iOS就像是“天上的星星”,但升级运存也不是不可能。

  iPhone 8假想图

  从今年WWDC预测来看,未来iOS 11将全面停止对32位应用的支持,强制使用64位应用,运行上体验要比32位应用要好,但相应64位所需要的运存会更高,所以未来iOS对运存的依赖也会逐渐增强,使用3GB、4GB或许就在下代iPhone中使用。

F. 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

苹果A系列芯片性能强于高通芯片,一个很重要原因就是苹果A系列芯片没有集成基带,只由CPU和GPU两个部分组成,甚至连WiFi芯片也没有。因此在相同的体积和工艺制程下,苹果A系芯片CPU的面积更大,上面可以集成的晶体管数量也就越多。

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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