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没有5G基带,跑分独孤求败的苹果A13芯片是否依旧站在神坛?

一觉醒来,铺天盖地的苹果iPhone发布会消息扑面而来。作为一个多年的吃瓜群众,iPhone发布应该是每年矛盾对立面最激化的时间,喜欢它的人赞美之词不断,但是每年吐槽它的人也是络绎不绝。

在当前的手机领域中,高端旗舰芯片的格局基本已经成形了,高通、三星、华为和苹果是高端手机芯片的四大玩家。尽管这一两年围绕着AI的算力,苹果与高通、华为还是斗得火热,但是苹果能够对芯片进行设计并通过软硬件的结合最大限度发挥出处理器的性能,这也是苹果芯片一向能够在CPUGPU等跑分上战胜其他对手的原因之一。

不过今年苹果A13的发布罕见地放出其与高通骁龙855、麒麟990等芯片的性能对比,这在往年是不曾见到的,这说明苹果也开始把他们列为放在眼里的对手了么?

“苹果A12与业界现在的竞品对比还能再战两年。”这是苹果发言人的话语。一如既往,不论是在CPUGPU还是NPU等,苹果A13依然展示了碾压对手的性能得分,可是在当下5G大热的时间,苹果A13无意外地没有集成5G基带,那么它身上还有哪些亮点?是否仍然处在手机芯片的顶端?

升级版7nm工艺?造最快CPU、GPU

苹果发言人表示,苹果A13拥有智能手机历史上最快的CPU、GPU性能,均比上代A12提升20%。

不用惊讶,按照芯片的设计、制造和测试流程,一般在数年前便已经定下路线图,苹果A13的提升也是有迹可循的。

苹果现场直接晒出一张苹果A13和A12、高通骁龙855、华为麒麟980、高通骁龙845的性能对比,这也是苹果首次直接把竞品芯片列出。

去年的A12其实已经在跑分性能上吊打一众对手,今年A13在CPU和GPU规格上再实现20%的提升,依然领跑群雄。

苹果A13性能提升的重要原因必然是芯片制程的提升,虽然苹果发布会上只提到依旧采用7nm的制程,但是据台积电方面人士对集微网表示:“A13用的仍然是台积电的7nm工艺,而且用的是优化技术。”

其并没有明确苹果A13是否使用台积电最新的7nm EVU工艺,不过可以猜测苹果一向对先进工艺的采用都不会吝啬,除非台积电方面没达到苹果方面的产能等要求。

按照台积电方面的制程节点演进,其已经开始向5nm迈进,预计5nm制程可能会在2020年的iPhone上出现,今年的机型仍将采用7nm制程。

当然此7nm并非彼7nm,台积电有两个改进的7nm制程节点可供苹果采用。第一个便是7nm的工艺改进,代号为N7+。此前用于A12的工艺代号为N7,N7+便是对芯片层使用EUV(极紫外)光刻技术,令芯片拥有更好的密度。数据显示,在相同区域逻辑单元能增加约20%性能,同时功耗降低10%。

第二个便是名为N7P的「性能增强」版的 7nm 工艺,它没有使用EUV技术,只是A12的7nm工艺的调整和优化版本。台积电表示,在同样的性能下,它可降低 10% 的功率,提高 7% 的性能。

两者相比较下,对于性能提升相对优秀的方案必然是N7+,从苹果公布的性能提升和功耗降低的数值来看,更趋向于使用N7+的工艺。不过包括苹果和台积电方面的人士都暂时没向外界公布具体的工艺,这需要后期等待拆机或其他渠道来证实。

虽然7nm EUV的工艺很香,但是结合此前麒麟990方面只有5G版本才使用EUV工艺的情况来看,一方面可以预计7nm EUV工艺必定成本不低,同时其产能方面还是一个未知数。

值得一提的是,苹果A13的内核代号依然跟上一代A12一样,为Bionic,采用的是64位Fusion架构,主要在AI机器学习方面的增强和降低功耗上下功夫。

挖掘AI学习能力,A13依然吊打对手

苹果A12的晶体管数量为69亿颗,比A11的43亿增加了60%。来到A13,采用台积电最先进的7nm工艺下,其晶体管数量进一步提升,达到85亿,提升23%。

不过苹果并没有公布芯片的封装面积,按照苹果iPhone芯片的情况,A13的面积有可能会比A12略大,作为对比苹果A12的封装面积是83平方毫米,而A11是88平方毫米。虽然并没有采用更高层级的5nm工艺,但是改进版的7nm工艺能容纳更多晶体管的情况下,封装面积应该会比A12稍大。

苹果A13依旧延续上一代CPU采用2颗高性能核心+4颗能效核心的64位Fusion架构设计。2颗高性能核心能比以往更快地处理复杂任务,可将能耗降低30%;4颗能效核心负责处理日常任务,可将能耗降低40%。

据了解,苹果同时加入自主设计的PMU电源管理单元,能做到精确控制SOC每一块电路分配。芯片上有数百个电压域和数千个时钟门,在不使用时会关闭部分电源,能大幅节省能耗。

近年苹果在单核跑分上一直都是处于冠军位置,根据此前外网泄露的跑分数据,iPhone 11在Geekbench上的单核跑分数拿到5415,多核跑分数达11294,相较iPhone XS没有明显提升。我们可以留意到,A13的主频为2.66GHz,相比之下去年A12的主频是2.49GHz,苹果还是通过主频的小变化来做CPU性能方面的提升。

对比市面上的旗舰芯片,苹果A12、麒麟980和骁龙855的单核跑分分别为4822、3390、3469,多核跑分分别为11508、10318、10259。

尽管苹果A13相比较A12,在单核和多核跑分中并没有特别大的提升,不过相比较其他各大安卓手机芯片,其优势依然很大,这让所有安卓手机,甚至是最轻薄的笔记本电脑都黯然失色。

当然在现阶段芯片平台的设计当中,看似CPU已经不被放在很重要的位置,似乎AI能力上NPU才是重点。机器学习(ML)已经是智能手机提升体验的关键部分,也成为各大旗舰手机AI芯片角逐的核心能力。

A13的神经网络引擎(NPU)与上一代一样同样是8核的配置,速度比上一代快20%,能耗最多可降低15%,不过并没有提到其算力是否有提升。不过令人惊喜的是,苹果在CPU上加入了两个机器学习加速器,其能以高达过去6倍的速度执行矩阵数学运算,使得CPU每秒可做超过1万亿次运算。

这说明什么?CPU也具备了NPU的学习能力。在CPU性能方面独孤求败后,苹果并没有让超强的CPU能力成为闲置。在执行AI机器学习的时候,CPUGPUNPU三者能达到性能和功耗上的最佳平衡。

按照去年A12的神经网络引擎每秒运算次数为5万亿次的数据来看,苹果A13的AI算力必然会得到大幅的提升。

据供应链芯片方面的人士向集微网表示:“苹果A13大幅优化CPU后,受限于芯片的内存带宽等方面的因素,GPU方面提升可能不如CPU巨大。在大幅提升AI性能后,相信能达到或者接近每秒10万亿次的运算,相比A12的5万亿次会有两倍以上的提升。”

4K视频录制,三摄无缝切换

AI机器学习已经成为iPhone体验最重要的部分,而日常我们拍照、视频录制甚至是AR等应用都需要依靠芯片的AI等方面能力。

以60帧拍摄4K视频,这看似很普通的功能,似乎各大旗舰机都能够胜任,对于苹果A13来说依然是游刃有余。不过这样就够了么?还有更厉害的。

iPhone 11 Pro拥有“浴霸”的设计,在iPhone XS的原来26mm广角、52mm长焦摄像头基础上,增加一颗13mm超广角。长焦摄像头进光量增加40%,接近零延迟快门。

最重要的一点便是三颗摄像头都能够支持4K/60帧视频录制,且同时可以支持4K/60帧视频录制。这意味着利用iPhone 11 Pro三摄系统进行4K/60帧视频录制,无论你处于广角还是长焦阶段,画面能够无缝切换,不会有帧率和画面分辨率的切割,给予Vlog最完整优秀的视频体验。

在此基础上,其白平衡/色彩也能够做到一致。要达成这些效果和功能,芯片的整体运算不可或缺,其AI、ISP、GPU等方面是功不可没。

具体来说,图像信号处理器(ISP)和视频编码器会在瞬间分析每帧画面,捕捉尽可能多的细节。神经网络引擎会运用实时机器学习技术来优化场景的不同部分,比如实时重新调整前景人物的亮度、减少噪点、增强天空的色彩等。

此外,据了解苹果A13的ISP有可能包含首批编码和解码新 AV1 视频编解码器,大多数网络视频(例如 YouTube 和 Netflix)可能会在未来几年过渡到这种新的视频格式。

5G基带是遗憾,苹果A13仍然闪光

如同发布会之前预测一般,今年iPhone 11果然没有5G版本。其实整场发布会的节奏都很快,我们从头到尾没有在苹果的PPT或者发言人口中发现一丝5G的蛛丝马迹,那就更不要提5G基带了。

以国内市场环境来看,今年提早发放的5G牌照令整个产业链都加快5G方面的推进速度,不过我们要清楚明白,5G在今年只是起步阶段,2020年也会是,覆盖非常有限,5G基带芯片的能耗也是比较高,远远未达到市场大规模使用的阶段。

虽然三星、高通、华为等都已经发布相关的5G基带芯片,同时也将其集成到自己的芯片平台上,但是总体这个规模都是很小的。5G的iPhone总会有的,不过可能会在2020年或者2021年。对于苹果iPhone的销售体量来说,其不会甘愿冒险在5G初期基带芯片、网络覆盖等都不成熟的阶段推出5G版本,这显然不会是苹果的风格。

如同荣耀总裁赵明会后评iPhone:“苹果已经不是引领者。”iPhone 11系列各方面的提升依然是能看见的,不过对于很多人来说,过于保守的苹果貌似逐渐失去他一部分的魅力。

“苹果如果弄个5G先行版,明年再发售不也可以?”一位媒体朋友这样跟我开玩笑。确实对于中国市场营销来说,先弄个PPT的产品作用还是有的。

Counterpoint研究总监闫占孟在苹果发布会后表示:“我认为在明年第二季度之前,苹果利用iPhone 11的价格会具有一定竞争力。从竞争价值看,iPhone 11和调价后的老型号价值更高。”

回归到开篇,苹果A13芯片在各方面的性能表现仍然是当之无愧的王者,但逐渐下降的关注度和可预见销量下降的原因值得我们思考。

作者:Kelven
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