眾所周知,蘋(píng)果是流動(dòng)資產(chǎn)最高的科技公司,就算是石油公司都難以匹敵。也正是因?yàn)橛辛诵酆竦默F(xiàn)金儲(chǔ)備,蘋(píng)果公司才能夠有大量專(zhuān)利技術(shù)可用。當(dāng)其他公司還在外包生產(chǎn)產(chǎn)品零部件時(shí),蘋(píng)果已經(jīng)盡可能地定制甚至是內(nèi)部自主開(kāi)發(fā),其中最亮眼的當(dāng)屬目前使用在 iOS 設(shè)備上的 A 系列芯片。不過(guò),今天蘋(píng)果的成就已不僅限于 A 系芯片,更像是一個(gè)令行業(yè)敬畏的強(qiáng)大芯片廠商。
蓬勃發(fā)展的 A 系列芯片
大概五六年前,當(dāng)三星、微軟和 HTC 都在依賴(lài)高通提供芯片的時(shí)候,蘋(píng)果公司已經(jīng)四處招攬人才,組建自己的工程師團(tuán)隊(duì)為 iPhone 和 iPad 自主設(shè)計(jì)芯片。期間蘋(píng)果收購(gòu)了兩家標(biāo)志性的公司,首先是 2008 年以 2.78 億美元收購(gòu)了一家小型無(wú)晶圓廠半導(dǎo)體(fabless semiconductor)公司 P.A. Semi,為旗下自主芯片研究工程打下基礎(chǔ)。
外界質(zhì)疑為何蘋(píng)果收購(gòu) P.A. Semi,畢竟當(dāng)時(shí)已經(jīng)有各種 ARM 硬件任蘋(píng)果挑選。直到蘋(píng)果再一次收購(gòu) Intrinisty,人們才發(fā)現(xiàn)了蘋(píng)果的真正意圖,不只是為了得到更多芯片開(kāi)發(fā)人才,強(qiáng)化硬件和軟件,更重要的是 A4 處理器誕生了,蘋(píng)果確實(shí)利用此前收購(gòu)的基礎(chǔ)來(lái)開(kāi)發(fā)了專(zhuān)門(mén)的芯片組和控制器。
從 2010 年發(fā)布 A4 芯片開(kāi)始,蘋(píng)果就不斷的擴(kuò)充其 A 系列芯片的陣容,引入不同的設(shè)計(jì)和功能目標(biāo)。當(dāng)然蘋(píng)果公司在這方面的開(kāi)發(fā)和研究也并非都是一帆風(fēng)順的,但是隨著每一代A芯片的更新和發(fā)布,這個(gè)芯片系列的威脅已經(jīng)越來(lái)越大,特別是 iPhone 5 出現(xiàn)的 A6 芯片,成為了蘋(píng)果首款完全自主定制設(shè)計(jì)的芯片。蘋(píng)果內(nèi)部稱(chēng)其為 Swift,A6 雖然仍然使用 ARM 指令集,但是不再沿用現(xiàn)成的公版設(shè)計(jì)。A6 是完全手工設(shè)計(jì),耗費(fèi)大量人力資源,成本更高,不過(guò)手工設(shè)計(jì)通常能夠帶來(lái)更高的能效。
事實(shí)證明 A6 跑出了兩倍于上一代芯片的速度,加上先進(jìn)的用戶(hù)界面、操作系統(tǒng)以及軟件開(kāi)發(fā)框架和工具,蘋(píng)果已經(jīng)確立了他們?cè)趹?yīng)用處理器方面的優(yōu)勢(shì)。憑借資本優(yōu)勢(shì),蘋(píng)果仍在自主開(kāi)發(fā)非常昂貴的移動(dòng)應(yīng)用處理器,A 系芯片性能優(yōu)勢(shì)不斷擴(kuò)大,上一代 A9 芯片在跑分中碾壓對(duì)手,而對(duì)手往往遲個(gè)半年時(shí)間才能追上。
不得不說(shuō),在短短幾年時(shí)間里,蘋(píng)果刮起了手機(jī)芯片行業(yè)的革命風(fēng)暴,并于 2013 年發(fā)布了業(yè)界第一枚 64 位智能手機(jī)芯片 A7,還引入了配備強(qiáng)大圖形處理性能的 X 變種型號(hào)。蘋(píng)果沒(méi)有就此滿(mǎn)足,并通過(guò)世界一流的半導(dǎo)體團(tuán)隊(duì)持續(xù)推動(dòng)芯片的發(fā)展,如今 A 系列芯片已經(jīng)成為了手機(jī)芯片史上最強(qiáng)大的芯片。
搭載于 iPhone 7 內(nèi)部的 A10 芯片,是自從蘋(píng)果的片上系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到 64 位處理器架構(gòu)以來(lái)進(jìn)步最重大的一次。A10 Fusion 芯片不僅擁有 33 億個(gè)晶體管,而且還是 A 系首次采用四核設(shè)計(jì),在新的動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)節(jié)模式和性能控制器下,能夠有針對(duì)性對(duì)核心負(fù)載進(jìn)行智能的管理,做到讓某些核心完全關(guān)閉,能耗管控能力高效得驚人。
對(duì)此,當(dāng)今甚至有人贊美稱(chēng),搭載于 iPhone 7 內(nèi)部的 A10 芯片,已經(jīng)幾乎可以媲美英特爾入門(mén)級(jí)超低功耗芯片的性能,并且其制造成本更低,電源管理更優(yōu)秀。之前評(píng)測(cè)也表明,MacBook Air 中的英特爾老芯片在跑分上已經(jīng)體現(xiàn)出了與 10 相比的不足,但重點(diǎn)不是速度有多快,跑分是無(wú)所謂的事情,而是同樣性能的發(fā)揮時(shí),A 系芯片擁有更高的能效水平。同時(shí),市場(chǎng)上因?yàn)橛胁煌奶幚硐盗?a target="_blank">產(chǎn)品推出,A 系芯片對(duì)比也越發(fā)鮮明。
不只有 A 系列芯片
除了為 iPhone 、iPad 和 Apple Watch 設(shè)計(jì)的 A 系列芯片之外,蘋(píng)果已經(jīng)開(kāi)始為越來(lái)越多的產(chǎn)品線開(kāi)發(fā)芯片。去年,我們?cè)诘谝淮?Apple Watch 上看到了蘋(píng)果第一枚 SiP(System-in-Package)系統(tǒng)級(jí)封裝的小芯片:Apple S1,這是一枚針對(duì)可穿戴設(shè)備量身設(shè)計(jì)的超微型芯片。
作為 Apple S1 更新?lián)Q代產(chǎn)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(shè)計(jì)的 Apple S2 芯片,將微型芯片性能提升到一個(gè)新的高度,使 Apple Watch 的速度提高達(dá) 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。
不僅如此,蘋(píng)果不忘繼續(xù)改進(jìn) 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(shè)計(jì),加速性能表現(xiàn),用戶(hù)能夠輕松感受到迅速啟動(dòng)自己常用的各種應(yīng)用的快感。
說(shuō)實(shí)話(huà),Apple S1 和 S2 芯片應(yīng)該僅相當(dāng)于一個(gè)全新的開(kāi)始,因?yàn)樵诮衲晏O(píng)果新發(fā)布的 AirPods 無(wú)線耳機(jī)上,我們又看到全新超低功耗的 Apple W1 芯片。盡管蘋(píng)果沒(méi)有透露太多與 W1 芯片相關(guān)的細(xì)節(jié),但蘋(píng)果明確表示,關(guān)于 AirPods 無(wú)線耳機(jī)任何開(kāi)創(chuàng)新的體驗(yàn),都要得益于革命性的超低功耗 Apple W1 芯片。
目前至少有三個(gè) AirPods 的創(chuàng)新與 W1 芯片有關(guān)。首先是“化繁為簡(jiǎn)、一步到位”的無(wú)間銜接,憑借 W1 芯片只要靠近 iPhone 或 Apple Watch 即刻配對(duì)完成,提供行業(yè)內(nèi)的最出色全自動(dòng)的設(shè)置方案。再者,W1 芯片可以“穩(wěn)定”的連接,蘋(píng)果稱(chēng)不僅不會(huì)有普通藍(lán)牙耳機(jī)的斷續(xù)情況,還能“提供卓越的音質(zhì)”。最后一點(diǎn)是超低功耗,W1 芯片工作時(shí)功耗只有傳統(tǒng)無(wú)線芯片的三分之一。
總的來(lái)說(shuō),W1 芯片不僅有助于傳輸高品質(zhì)音頻,而且還帶來(lái)了行業(yè)內(nèi)的最出色全自動(dòng)的設(shè)置方案,以及最出眾續(xù)航時(shí)間。唯一的疑問(wèn)就是,考慮到這是一枚無(wú)線耳機(jī)芯片,蘋(píng)果是否會(huì)考慮提供 Apple W1 芯片的授權(quán)?畢竟這有利于其他第三方廠商打造同等或更出眾品質(zhì)的無(wú)線耳機(jī)配件產(chǎn)品。
蘋(píng)果下一步野心是什么?
對(duì)于行業(yè)來(lái)說(shuō)蘋(píng)果的 A 系品牌作用是史無(wú)前例的,或者說(shuō)最近已經(jīng)沒(méi)有哪個(gè)公司能夠取得這樣的成就,一個(gè)這樣的團(tuán)隊(duì)竟能夠開(kāi)發(fā)出這么高質(zhì)量的芯片。通常能夠?yàn)樽约旱漠a(chǎn)品開(kāi)發(fā)出這樣的芯片的參與者總能代表“行業(yè)領(lǐng)先”,至少完全不輸給高通。關(guān)鍵在于,這為蘋(píng)果旗下產(chǎn)品自主設(shè)計(jì)硬件的“垂直整合”戰(zhàn)略奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
隨著 iPhone 和 iPad 中 A 系列芯片的優(yōu)勢(shì)不斷擴(kuò)大,看到利潤(rùn)豐厚的市場(chǎng)拱手相讓給蘋(píng)果,一些口袋里有錢(qián)的廠商可能也蠢蠢欲動(dòng),開(kāi)始思考他們能不能也自己設(shè)計(jì)芯片。然而短時(shí)間內(nèi)要完成自主非公版的設(shè)計(jì)并不那么簡(jiǎn)單,這一點(diǎn)谷歌已經(jīng)證明。
無(wú)論如何,迄今為止我們看到了蘋(píng)果三個(gè)創(chuàng)新的芯片設(shè)計(jì),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(duì)較新,但參照過(guò)去幾代 A 系列芯片的發(fā)展步伐,蘋(píng)果并沒(méi)有就此罷休的打算,反而是要將其打造成業(yè)內(nèi)一流的芯片。
我們也不清楚蘋(píng)果下一步是什么,根據(jù)近年來(lái)的報(bào)道和爆料,擺在眼前的大概有三個(gè)跡象:
- 首先是集成調(diào)制解調(diào)器的 SoC 一體式芯片?
- 再者是自主設(shè)計(jì) GPU 圖形處理器單元,包括調(diào)制解調(diào)器?
- 最后還可能將 A 系列芯片帶到桌面上?
觀察手機(jī)行業(yè) SoC 系統(tǒng)級(jí)芯片的研發(fā)歷程,集成調(diào)制解調(diào)器似乎是必走的步驟之一,高通目前已經(jīng)做到這點(diǎn)并且優(yōu)勢(shì)十分突出。最近沉寂已久的英特爾,開(kāi)始為蘋(píng)果某些型號(hào)的 iPhone 提供調(diào)制解調(diào)器,但早幾年就有跡象表明,蘋(píng)果同樣有興趣打造自主調(diào)制解調(diào)器,相信將其集成到 A 系列芯片之內(nèi)只是時(shí)間的問(wèn)題。
另外,從去年 12 月份開(kāi)始,就不斷有傳聞顯示,未來(lái)蘋(píng)果不僅致力于移動(dòng)芯片的 CPU 中央處理單元,而且還考慮自行研發(fā) GPU 圖形處理單元,相關(guān)工作“悄悄地在幕后進(jìn)行中”,而不是長(zhǎng)期從 Imagination Technologies 獲取授權(quán)。據(jù)稱(chēng)一是成本因素考慮,二是性能因素,蘋(píng)果不希望看到通過(guò)堆 GPU 核心集群來(lái)提升性能,核心越多穩(wěn)定性就越差,而且功耗不易控制,反而傾向于較小或相對(duì)合理的 GPU 配置。
假如蘋(píng)果真的有一支能力出眾的 GPU 團(tuán)隊(duì),并且愿意慷慨投資,那么蘋(píng)果通過(guò)定制自主的 GPU 架構(gòu),將有可能實(shí)現(xiàn)重大的性能改進(jìn),無(wú)論是芯片面積還是性能,均可以比之前提供的 GPU 內(nèi)核更合適整體芯片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。蘋(píng)果在這方面仍是新手,但已經(jīng)擁有成熟且十分成功的 CPU 內(nèi)核定制經(jīng)驗(yàn),這點(diǎn)有助于蘋(píng)果少走彎路。
與此同時(shí),蘋(píng)果似乎要做的不只是移動(dòng)芯片的主導(dǎo)力量。根據(jù)傳聞了解,蘋(píng)果極有可能將 A 系列芯片帶到 Mac 產(chǎn)品線上,主要是因?yàn)樵诔凸男酒I(lǐng)域,A 系每瓦的性能與英特爾的差距逐步縮小。當(dāng)然了,在高性能處理器領(lǐng)域,英特爾的領(lǐng)先地位毋庸置疑,不過(guò)低端入門(mén)級(jí)的超輕薄產(chǎn)品未來(lái)就很難說(shuō)了,其實(shí)對(duì)于蘋(píng)果最大的挑戰(zhàn)還是在于不同芯片架構(gòu)之間軟件的無(wú)縫兼容問(wèn)題,即使數(shù)年或數(shù)十年也不一定能夠解決。
總之,從這三個(gè)系列芯片的發(fā)展勢(shì)頭來(lái)看,蘋(píng)果在整個(gè)芯片行業(yè)還能有很長(zhǎng)的發(fā)展之路,但就移動(dòng)行業(yè)而言,蘋(píng)果的食物鏈已經(jīng)足夠龐大,更多成果或許將在未來(lái)兩三年內(nèi)一一呈現(xiàn)。
評(píng)論