一文详解Apple芯片组的新功能

苹果公司以顶级芯片组设计器而闻名，其出色的快速性能常常使其Android竞争对手感到羞耻。Apple A14 Bionic是该公司的最新芯片，为整个iPhone 12系列提供动力。这是业内第一款基于台积电（TSMC）先进的5nm工艺构建的芯片组，其性能和功率效率方面的改进更是超出了2020年更大的7nm设计。

在iPhone发布会上，苹果花了更多时间将A14 Bionic与更老的A12进行比较，而不是比较现代的A13。这暗示了这一代将获得较小的性能提升。随着Android手机受益于增强的Qualcomm Snapdragon 865 Plus和即将到来的Snapdragon 875，性能差距可能比以往任何时候都更近。

我们内部有iPhone 12 Pro。因此，我们认为我们将在芯片上运行一些基准测试以了解其性能。我们还将深入研究Apple芯片组的新功能。

仔细看看Apple A14 Bionic

Apple A14 Bionic的最大突破在于它向着业界最小的5nm制造节点发展。但有趣的是，分析表明，向5nm的迁移仅使芯片尺寸缩小了1.49倍，而不是TSMC声称的5nm缩小了1.8倍。这主要是因为缩小芯片的内部工作变得越来越困难，尤其是在内存方面。无论如何，这并不是苹果最新芯片唯一的新事物。

在设计方面，苹果坚持采用六核2 + 4 big.LITTLE 的CPU架构设计，但改用了新的“ Firestorm”和“ Icestorm”和内核。苹果公司正在通过其新芯片，瞄准笔记本电脑类的CPU性能，这可能最终成为今年下半年推出的Arm-macbook的基础。

多年来，苹果公司在自定义CPU设计上的努力实际上已经开始摆脱我们从Arm那里看到的现成设计。但最大的问题是，这些功能更强大的内核如何在智能手机外形尺寸中保持最佳性能。更奇怪的是，苹果在发布会上并没有对效率发表评论。

除了传统的CPU和GPU升级外，苹果还花了更多钱在硅片的其他部分上。

在GPU方面，Apple还坚持完全由内部构建的4核GPU群集。这种布局看起来与A13相同，所有性能的提高都可能来自时钟的增加，而不是主要架构或核心数量的改进。

其余方面，118亿个晶体管，比A13的85亿个晶体管增加了38％，可以在针对AI工作负载和图像处理的16核神经引擎的改进中找到。苹果拥有AI推理性能为11TOP，高于A13的6TOP。从表面上看，这仍落后于Snapdragon 865的15TOP AI性能。但是，这些数字毫无意义。因为TOP不会告诉我们每个操作会执行什么操作，也不会告诉我们执行这些操作会消耗多少功耗。

iPhone 12 Pro也是苹果公司的首款5G智能手机。就像Snapdragon 865一样，A14 Bionic没有集成的5G调制解调器。相反，苹果求助于高通，并将该芯片与Snapdragon X55 4G和5G双模调制解调器配对。这包括对mmWave 和 6GHz以下的支持，5G FDD，4G / 5G频谱海岸线以及对未来的5G SA网络的 智慧。在mmWave网络上，调制解调器的速度最高可达7Gbps。然而，消费者将看到比这低得多的速度。有趣的是，苹果似乎选择了更薄的，由中国制造的USI mmWave天线，而不是在Android智能手机中找到的高通QTM525天线 。

iPhone 12 Pro基准测试结果

首先，将新的Apple iPhone 12 Pro与上一代iPhone 11 Pro及其A13处理器进行比较。

我们看到，由于有了新的内核，CPU性能有了明显的提高。在流行的GeekBench 5基准测试中，单线程性能提高了21％。同样，多核性能也提高了17％。这归结于从“Lightning”和“Thunder” CPU到“ Firestorm”和“ Icestorm”大小型架构的转变。加上较小的5纳米工艺所提供的任何其他时钟速度提升。

可以看到，AnTuTu的整体系统性能也获得了不错的提升。这是由于更快的CPU和GPU的结合。但是，提升的大部分似乎来自内存系统的改进，例如Apple的新压缩技术和芯片中的大缓存系统。在这里肯定有明显的改进。数据显示，这共比上一代提高了30％。

但GPU的测试结果令人失望。在使用3DMark的两部手机之间测试后，我们并未实现任何性能改进。尽管这可能取决于基准测试的特定测试以及GPU必须在iPhone 12 Pro中驱动的少量额外显示像素。数据显示，与上一代芯片组相比，AnTuTu在GPU性能方面显示出更大的提升，但是它并不庞大。即使是苹果自己的估计，也比A13降低了8％。这次肯定是有史以来最小幅度的图形性能提升。

当然，如今智能手机SoC不仅具有CPU和GPU性能，还具有更多优势。苹果也在其AI和图像处理组件中投入了健康的硅块。但是，这里的改进很难用基准测试。

与Android相比呢？

比较Apple和Android基准测试时有一个共同的陷阱——这不是一个公平的比较。许多基准测试，尤其是那些强调GPU的基准测试，都是使用不同的图形API运行的。例如Apple使用Metal，而安卓系使用OpenGL和Vulkan。因此，分数的计算方式略有不同，因此很难直接进行比较。

我们所能做的就是比较GeekBench 5的CPU性能。对于其他产品，我们必须查看iPhone 11 Pro和12 Pro之间的性能差异，并将其与我们之前在较旧的Apple手机和Qualcomm的Snapdragon之间进行的比较进行比较。

首先，GeekBench 5和我们自己的先前测试为Apple A13和扩展的较新A14提供了不错的单核CPU性能。但是，因为有了更大的内核，我们之前发现Snapdragon 865在多核情况下甚至可以击败Apple A13，领先优势仅为8％，新的A14 Bionic因其CPU大幅提升而超车。但尽管如此，差距仍然相当小，明年很可能会再次缩小。

苹果公司通过A14 Bionic重新获得了CPU领先地位。

同样，由于设备之间的显示分辨率和API不同，我们无法直接比较GPU测试。但是，iPhone 12 Pro似乎可以非常快 地提升主要的整体系统性能。因此，在这方面，它将超越当前的Android SoC。但是，华硕ROG Phone 3及其Snapdragon 865 Plus在图形性能方面具有一定的竞争力。

总体而言，苹果公司的A14看起来是目前市场上最快的芯片。虽然，我们应该记住，正如我们所说的，新的Android SoC正在投放市场。它们更适成为 A14 Bionic的对比对象。其中包括华为的麒麟9000和高通的Snapdragon 875，我们将在稍后对其进行更详细的测试。如果这一代人获得最少的GPU收益，那么到2021年，Android手机很有可能会缩小这一长期运行的差距。

苹果A14仿生基准测试：结论

A14 Bionic显著改善了 CPU和内存，但在这一代人中获得的GPU数量有限，这清楚地表明了苹果的雄心壮志。随着即将推出配备Arm的Mac，A14的CPU增益翻倍，从而缩小了移动和笔记本电脑产品之间的差距，并扩大了苹果在Android SoC上的领先优势。毕竟，A14有望成为苹果笔记本电脑芯片的基础，尽管其图形和内核数量的硅足迹较小。

同时，Apple为“ AI”和摄影功能投入了比以往更多的硅。智能手机异构计算功能的两个基石。下一代Android SoC几乎肯定会在这方面遵循，但是我们并不期望CPU性能能够像Apple一样深入笔记本电脑领域。尽管Arm的强大产品Cortex-X1当然可以帮助缩小差距。总体而言，下一代威胁最大的是苹果的游戏优势。

所有这一切中最后一个未知数是5nm如何帮助芯片保持最佳性能。一旦这些微型芯片投放市场，我们就能树立更好的形象。我们期待与麒麟9000与骁龙875的对比。
       责任编辑:tzh