蘋果A10 Fusion芯片性能解析：依舊是目前最強大的智能手機芯片
或許是出于對ios系統(tǒng)體驗的足夠自信，每年蘋果在發(fā)布會上針對處理器的部分都不會講太多內(nèi)容。當(dāng)然，按照慣例，這顆A10 Fusion也自然成為蘋果官方口中“迄今為止，iPhone速度最高的芯片”。而對于這顆芯片，蘋果也只是進行了簡單的描述：性能格外強勁，采用全新架構(gòu)的四核心設(shè)計(兩顆性能核心和兩顆高能耗核心)，能夠根據(jù)你的需要提升處理速度或降低功耗。
但對于用戶來說，其實要了解的遠(yuǎn)不如此。眾所周知，蘋果一向都使用自主定制的架構(gòu)，從不盲目追求核心數(shù)，所以在如今安卓都已打出“十核”的局勢下，蘋果仍不慌不忙的使用極少的核心。而在iPhone 7上頗為特殊的是，蘋果竟然主動公開自己使用了四核架構(gòu)，而這對于以往的iPhone產(chǎn)品來說，絕對是一大突破。既然如此iPhone 7的四核有哪些特性？蘋果的目的是什么？這也是我們需要了解的部分。
溫馨提示：如果你對硬件部分并不感興趣，或許下面的解讀或顯得枯燥，那么你只需要知道一點：蘋果A10 Fusion芯片依舊是目前智能手機處理器中毫無疑問的第一，領(lǐng)先對手1年，即便是還未量產(chǎn)的高通821/830和三星Exynos 8890也不是其對手！
蘋果為何要升級為四核架構(gòu)？性能和功耗的平衡或是其終極原因
有趣的是，自iPhone4起，iPhone的處理器正式開啟了Ax的命名策略，此前大家都認(rèn)為蘋果會依舊將iPhone 7所使用的處理器命名為A10，但蘋果卻出乎意料的打出了A10 Fusion，這個Fusion取“融合”之意，所以從命名上也解釋了此次處理器所做最大的變化：由之前的雙核變?yōu)槿缃竦乃暮恕?/p>
去年iPhone 6s所使用的A9芯片分別來自于三星(14nm)和臺積電(16nm)工藝，導(dǎo)致“A9芯片門”事件鬧的沸沸揚揚，而此次A10 Fusion則全部采用臺積電16nm FinFET Plus InFO(俗稱16FF+)工藝制程，單核最高主頻2.23GHz。雖然都是16nm，但實際上今年的工藝要比去年更進一步，性能也更進一步。
既然說到芯片制程，我們不妨來回顧下A9與A9X，二者同為臺積電16nm工藝制程，且使用一樣的Twister雙核架構(gòu)，但主頻方面A9X(2.16GHz)相比A9(1.8GHz)高出20%左右，并且在GPU方面幾乎有瘋狂的提升，而這樣的成績也讓A9X芯片總面積大約是A9的1.5倍，以此來保證性能和功耗的平衡。而A10 Fusion與A9的制程大體相同，且A10 Fusion的主頻(2.4GHz)卻與A9X(2.16GHz)相差無幾，再加之iPhone 6s與iPhone 7的機身尺寸幾乎一致，所以A10 Fusion顯然不能通過增大芯片面積來解決發(fā)熱問題。
因此筆者推測，在保證控制性能與功耗的前提下，為了提高性能，A10 Fusion才將堅持多年的雙核更新為四核。這也是由于蘋果自主“Twister”架構(gòu)上已經(jīng)幾乎將16nm制程的性能榨干，因此到了A10 Fusion上，在制程架構(gòu)大體不變的情況下也暫時只能采用提高單核主頻+兩顆小核心輔助的方式來提高性能。當(dāng)然，這也與蘋果認(rèn)為雙核在實際使用中已經(jīng)沒辦法靈活滿足iPhone在性能上的分布。
另外，我們都知道，一般來說，CPU的工藝制程對散熱和能耗的印象比較大，而架構(gòu)對性能的印象則比較大。同為旗艦級的處理器，無論是三星8890還是驍龍820，無論在單核自主架構(gòu)上如何不同，但在大小核心調(diào)度方面都采用Big.Little架構(gòu)。Big.Little架構(gòu)可以使處理器在實際使用中根據(jù)不同場景的需求來調(diào)用不同的核心工作，使得處理器的實際使用效率更高。
但恐怕此次A10 Fusion卻并未采用我們熟知的Big.Little架構(gòu)。在GeekBench 4的跑分中，顯示只有雙路徑，分?jǐn)?shù)與iPad A9X的雙核幾乎相同。因此筆者判斷，A10 Fusion在跑分測試中也只是啟用了兩顆大核心。因此實際運行上，A10 Fusion的大小核心應(yīng)該不會是同時在工作。這讓我們也不禁想到最早手機開啟“核戰(zhàn)爭”時所謂的“膠水雙核”。而究竟是蘋果的“黑科技”還是真的采用“膠水四核”，我們也期待接下來更深一步的了解。
但可以肯定的是，A10 Fusion芯片所使用的大小核的設(shè)計更多的是在性能與能耗兩者的均衡考慮。在日常使用中，開啟小核即可，節(jié)省功耗，這也和iPhone 7的續(xù)航提升相佐證；至于需要較高性能，例如開啟雙攝像頭時，啟用大核運作，以此提升性能。另外據(jù)悉A10 Fusion很可能是蘋果CPU架構(gòu)變革前的最后一款產(chǎn)品，而明年的iPhone 8 A11將會有全新的面貌，所以A10 Fusion芯片很可能也是蘋果為了實現(xiàn)市場平衡和商業(yè)策略上的精心設(shè)計。
A10 Fusion性能測試，當(dāng)之無愧的芯片霸主，再次領(lǐng)先對手1年
盡管在發(fā)布會上，蘋果更多情況下只是對每一代處理器的性能提升泛泛而談，并不會針對處理器背后的科技進行講解。但有一點，卻是蘋果在發(fā)布會上特別愿意向大家展示的方面，那就是CPU晶體管的數(shù)量。在iPhone7發(fā)布會上，蘋果向大家公布了這一代A10 Fusion晶體管的數(shù)量：33億。相比于當(dāng)年A8 20億晶體管的數(shù)量提升了65%！這也就是為什么蘋果在官網(wǎng)宣稱iPhone 7的運算速度高達(dá)iPhone 6的2倍。而從純運算能力的角度來講，CPU的晶體管數(shù)量取決于CPU尚運算邏輯部件面積的大小。反之，CPU上晶體管數(shù)量越多，運算邏輯部件面積就越大，這也就意味著處理器的單位性能越高。
另外，從A7起，蘋果處理器采用的發(fā)射寬度(6-issue)、微指令區(qū)(192)以及三級SRAM緩存，相比其它的處理器拉開較大的差距。因此，在GeekBench 4的跑分中，A10 Fusion的單核跑分高達(dá)3439分，幾乎碾壓所有安卓旗艦。蘋果又一次用事實教育了各個安卓旗艦：不服跑個分？
Geek bench 4單核跑分對比
Geek bench 4多核跑分對比
而A10之所以能將單核性能提升至用于iPad上的A9X，其采用InFOWLP(扇出形晶圓級封裝)有一定的關(guān)系。FOWLP無需使用印刷電路板，可以在單芯片封裝中做到較高的集成度，使得處理器體積更薄、功耗更低、散熱更好。這對于高達(dá)2.4GHz的A10 Fusion，無疑是一劑“去火良藥”。
在圖形處理方面，蘋果宣稱A10 Fusion采用六核心GPU，能達(dá)到A8的3倍、A9的1.5倍，并且功耗只有A9的2/3。雖然官方并未說明其GPU具體型號，但根據(jù)推測，A10 Fusion可能采用Imagination公司最新推出的Serise8XE GPU(GE8200/GE8300兩個型號)系列或者是Power VR 7XT Plus(去年6S的升級版)。
GFX Bench 曼哈頓1080P離屏測試
盡管目前無法確定，但無論哪一款GPU，都同樣采用Rogue架構(gòu)，而且根據(jù)信息來看，OpenGL Es 3.2、Vulkan等系列特性都很有可能被蘋果砍掉，繼而全面推廣自家的metal(API)。蘋果早已經(jīng)由定制處理器轉(zhuǎn)向全面自家平臺化，所以圖形處理器方面很可能是Power VR系列的二次設(shè)計和修改。而在實際測試中，iPhone 7在GFXBench 3中曼哈頓1080P離屏得到52.4FPs的分?jǐn)?shù)，相比于A9以及采用驍龍820的Adreno 530都有不小的提升。
其實去年搭載A9處理器的iPhone 6s在通過Geekbench 3測試之后，我們就已經(jīng)看到它在速度方面超越了MacBook。要知道，iPhone6s所搭載的A9處理器頻率“只有”1.85GHz，這么對比來看，A10 Fusion處理器所使用的2.4GHz已經(jīng)有很大提升了，再加上性能上對A9X的超越，可以說A10的性能已經(jīng)直逼桌面級了。當(dāng)然這不意味著iPhone 7在整體性能上可以超越MacBook，但至少讓我們對蘋果的新一代處理晶片有了一個比較直觀的感受。同時，這也證明了蘋果的確有能力繼續(xù)提升自家處理器的性能，直至接近英特爾處理器的水準(zhǔn)。
A9芯片引發(fā)“制程之爭”，A10 Fusion將再次引爆“基帶爭議”
目前蘋果針對基帶版本提供了兩個型號，其中A1778/A1784并不支持CDMA網(wǎng)絡(luò)
值得注意的是，盡管在發(fā)布會上并未提及，但事實上此次A10 Fusion采用了兩種基帶，即英特爾XMM 7360與高通的MDM9645，而產(chǎn)品比例甚至高達(dá)5:5。那這兩種基帶的版本會有什么差異呢？答案確實是有的！
首先從制程上看，英特爾XMM 7360采用28nm制程，峰值下行速度理論值為450Mbps，上行速度為100Mbps。而高通基帶則為臺積電20nm制程，最高支持600Mbps下載速度與150Mbps上行速度。所以無論從理論數(shù)據(jù)還是從功耗上來看，使用高通基帶的iPhone 7版本都優(yōu)于同樣使用英特爾基帶的版本。
因此會不會出現(xiàn)類似去年三星14nm與臺積電16nm的情況，不同的基帶之間會不會對續(xù)航造成印象，目前我們暫時也不得而知，只能等待接下來更進一步的測試。(當(dāng)然，國行用戶可以完全放心，因為國行版本由于需要支持CDMA網(wǎng)絡(luò)，都會采用高通的基帶)
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