蘋果各代處理器性能提升

A. 蘋果CPU是如何每年獲得巨大進步的呢

Intel這幾年的進步在於指令集優化和新指令集技術，比如SNB增加了AVX，LVB增加FP16和隨機數指令，HSW劃時代的加入了AVX2，FMA3，TSX指令集，FIVR電壓控制器，優化指令延遲平均IPC提高10%，至於什麼ROB從SNB的6到8,（SKL還是8），同時運行的微操作能力從SNB的168到192（SKL到224）就不說了AVX2支持整數256位SIMD，FMA3讓理論浮點性能翻倍，可是結果是什麼。最支持AVX2的程序是什麼你知道嗎？Prime95和AIDA64拷機，結果HSW功耗爆炸，FIRV反而加劇了功耗問題，但是跑的benchmark基本不支持，TSX指令集還出了bug，結果就是這個全新的產品變成了hotwell異常尷尬（當然。現在H265 HEVC支持AVX2 FMA3了，Intel cpu如果使用最新編碼器，編碼器更新很快，最好會自己下載，就能發揮雙倍於AMD同核心的FMA性能，一堆E5 V3熱淚盈眶），到了BDW，終於14nm了，結果成了打醬油的一代，加入了ADX指令集，其實跑圓周率有幫助，但要用y-cruncher這種軟體，什麼wprime和superpi效果不明顯，到了SKL，再次增加了decoder和微操作能力，同時提高了AVX2在部分演算法下的峰值性能，同時平均IPC再次提升10%，但是日常你只能看見這10%的IPC提升，於是還是擠牙膏。Skylake-X支持了AVX512，浮點峰值再次翻倍，但是SKL-X再次遇到了HSW的問題，P95最早支持AVX512，結果還是拷機爆炸實際用不到，其實能支持AVX512的軟體如下，y-cruncher，linpack，sisoftware sandra，這些測試都顯示了IntelCPU巨大提升，性能更是可怕，比如7900X通過支持AVX512的y-cruncher跑出了5000萬位圓周率不到2秒的成績，這個蘋果跑5000萬圓周率得幾秒。

B. iphone歷代手機的處理器都是什麼

1、A4

蘋果在2010年1月27日正式發布A4晶元，這顆晶元堪稱蘋果的處女作。它採用一顆45nm製程800MHz ARM Cortex－A8的單核心處理器。

在同等頻率下性能表現好於三星S5PC110，但是其核心的結構和此前使用的三星處理器十分相似，僅僅是主頻升高，因此A4晶元並不能算蘋果真正意義上的成果，但這卻為蘋果實現真正自研奠定了基礎。

2、A5和A6

A5是蘋果首款雙核處理器，發布於喬布斯的遺作iPhone 4S，其擁有更高的計算能力和更低的功耗。

蘋果A6是蘋果公司於2012年發布的處理器，這顆處理器由蘋果設計，三星負責生產組裝。它是一款ARM架構雙核處理器，採用ARMv7-A指令集，性能介於Cortex-A9和Cortex-A15之間，性能表現比高通Krait 300強。

值得一提的是，蘋果A6隻是一顆雙核處理器，而搭載A6的iPhone 5在跑分榜上卻將不少採用四核處理器的安卓機皇踩在腳下，蘋果藉此也向眾多發燒友證明一款處理器性能怎樣，不能光看單純的核心數量。

3、A7

對於蘋果和發燒友來說，A7絕對可以被稱為一代神U，它為手機處理器打開了64位時代的大門，具有巨大的劃時代意義。A7在iPhone 5s上首發，它採用的是全新的64位設計，使用Arm－v8 64位指令集，自家的Cyclone架構，採用28nm工藝，主頻為1.3GHz。

憑借這顆強大的處理器，iPhone 5s由此成為了蘋果最經典機型之一，它支持升級到iOS 12，目前我仍然能夠用iPhone 5s流暢運行主流軟體，看視頻和網頁完全沒問題。

4、A8和A9

A8處理器是蘋果公司自行研發的第二代64位手機處理器，它依然採用的是Cyclone架構，主頻參數提升至1.4GHz，這顆處理器被用於2014年10月份發布的iPhone 6和iPhone 6 Plus之上。

A9處理器是第三代雙核心64位移動處理器，採用台積電16nm技術/三星14nm技術，被用於iPhone 6s、iPhone 6s Plus、iPhone SE上。

5、A10

A10處理器是蘋果首款四核處理器，採用64位設計，擁有33億個晶體管。因為A10處理器擁有兩個高性能核心和兩個高能效核心，所以它並不是真正的四核處理器。

當然，它的性能仍然強悍，其綜合體驗完全不比搭載高通驍龍845的安卓機差，而蘋果也號稱A10處理器已經達到了主機級別的性能。

6、A11

在A11上，蘋果的自研實力凸顯而出，其CPU、GPU、性能控制器、神經網路引擎都是由蘋果自主研發，這顆處理器首先被應用於iPhone 8、iPhone 8 Plus以及iPhone X之上。

A11仿生晶元不僅擁有強大的性能（A11的單核跑分達4200分，多核達10000分，比驍龍835單核多110%，多核多55%），還擁有神經網路引擎。它的神經網路引擎採用了雙核技術，每秒運算次數最高可達6000億次！

7、A12和A13

A12是2018年發布的六核心仿生晶元，首先應用在iPhone XS、iPhone XS Max、iPhone XR三款機型上。它採用7nm工藝技術，CPU部分採用自研Fusion架構，性能比之前的A11提升15%，功耗降低50%。

A13是2019年9月發布的仿生晶元，首先應用在了 iPhone 11、iPhone 11 Pro、iPhone 11 Pro Max上。

其採用台積電升級版7nm工藝，集成85億個晶體管，CPU為六核心設計，GPU為四核心設計。同時，A13還有一個8核的神經計算引擎，性能提升了20%，功耗降低15%。

C. iphone歷代性能差多少

就6代到6s，7代到8代性能提高幅度大寫，其餘都差不多。SE這一代用的處理器都不是最新的，是以前的處理器，所以性能跑分會比6s代低一點

D. 蘋果手機每代處理器都比前代速度快嗎

這個理論上是，但還是要看跑分，目前來說，iPad pro9.7在所有蘋果系列裡跑分最高，其搭載X系列處理器，比iPhone7的處理器速度要快。

E. 蘋果iPhone哪一代處理器較上代提升最大

iPhone5S為iPhone5的2倍來，自5為4S的2倍，4S為4的2.2倍

只有6和6P在iPhone5S的基礎上提升30%，和屏幕有關系

6和6P為A8，5S為A7，5為A6，4S為A5，4為A4

自己可以對照下

F. 蘋果A10處理器到底有多強

近日，來自國內外多家測評機構的數據顯示，A10 Fusion的性能已經達到了桌面級CPU，未來英特爾的主要競爭對手可能將不再是AMD，而是蘋果公司。
那麼，A10 Fusion處理器到底有多強，究竟能否媲美桌面級CPU呢？雷鋒網將從A10核心數、跑分和用戶體驗等3個方面作詳細分析，解密這款iPhone史上最強的處理器。
A10 Fusion究竟幾個核心？
相比前幾代處理器，A10 Fusion最大的變化就是雙核變四核，這一改變通常意味著性能的大幅提升。從跑分來看，通常雙核的跑分會略小於單核的兩倍，四核起碼能達到單核的3被多，這才是正常的。
然而蘋果A10 Fusion卻並非如此，從數據就可以判斷。
注:Geekbench 4的數據顯示，A10 Fusion的單核跑分為3291，而多核跑分卻只有5309，還不到單核的兩倍，這顯然不是正常四核的水平。
這意味著，A10 Fusion顯然不是真正的四核處理器，而是一個2大2小的大小核結構。兩個高性能核心應對高負載，兩個低性能核心用於日常任務處理，以此來降低整體功耗，提升續航能力。並且從跑分來看，蘋果這種2 2和傳統的ARM大小核結構還不太一樣，因為ARM通常可以獲得四個核心火力全開的效果，而A10 Fusion卻最多隻能同時跑兩個核，即要麼2個大核，要麼2個小核，採用這種方式既提升了運行效率，也限制了功耗水平。

此外，蘋果採用這樣的策略還能確保應用的兼容性。由於此前的A系列處理器都是雙核結構，在A10 Fusion上延續雙核可以很好地兼容之前的應用，否則一定會出現原來的老應用在A10 Fusion的四核模式下其實只用到了兩個核心的尷尬情況。蘋果這樣的策略無疑是最聰明也最具性價比的。
上述結論從蘋果的宣傳語中也可以得到驗證。蘋果官網稱：
「A10 Fusion晶元的中央處理器採用新的四核心設計，擁有兩個高性能核心和兩個高能效核心。
高性能核心的運行速度最高可達iPhone 6 的2倍，而高能效核心在運行時的功率則可低至高性能核心的五分之一。」
此外，在續航方面，蘋果稱iPhone 7可以比上一代多提供兩個小時的使用時間。
說完A10 Fusion 的基本結構，我們再看看跑分。
由跑分看性能
說到CPU性能，除了真的上手使用一段時間，最直觀的體現也許就是跑分了。而關於跑分軟體，除了國內的安兔兔之外，業內比較認可的主要有兩家：Geekbench和SPEC CPU 2006（SPEC是指Standard Performance Evaluation Corporation）。

從Geekbench 4的單核跑分結果來看，A10 Fusion的成績為3291，跑分相當於2011版iMac的3266分，後者使用了英特爾Core i5-2500S處理器，最高頻率2.7 GHz，四核。

上圖可以看出，A10 Fusion幾乎是安卓陣營的兩倍，並且可以媲美5年前的英特爾Core i5-2500S（Core i系列5年前的2代產品）桌面級處理器。
但實際上，A10 Fusion和安卓陣營的差距沒有那麼大。
Geekbench 4在Geekbench 3的基礎上對一些跑分演算法進行了修改，因此使得非蘋果系CPU的分數大幅下降了接近30%，而蘋果系的CPU則變化不大。

再看A10 Fusion和上代A9X在Geekbench 4軟體下的表現。
單核跑分方面A10 Fusion和A9X分別是3291和3013，多核時為5309和4867，整體性能大約只提升了10%，幅度並不大。

在相對更加全面的SPEC CPU 2006測試結果里，通過比較各種測試項目我們發現：蘋果的A9X和英特爾的Core M系列互有勝負，基本處在一個等級。
那麼這一差距到底有多大呢？我們可以從Geekbench 4的數據中看出一個大概。
Geekbench 4顯示，A10 Fusion的單核和多核跑分分別是3291和5309。反觀當前的主流桌面級CPU（英特爾Core i系列的4、6代產品）
註解：
Intel Core i7-6950X，其單核為4449，多核高達29877；
Intel Core i5-4570，單核3886，多核為10688；
Intel Xeon E3-1246 v3，其單核為4311，多核達到12561。
雖在單核性能上，A10 Fusion的差距不大。但是在多核表現上，A10 Fusion的性能和專業的桌面CPU卻不在一個等級，大部分的桌面CPU多核跑分都是A10 Fusion的兩倍、甚至兩倍以上。

實際的用戶體驗
談了那麼多性能，其實用戶最關心的還是真正上手之後的體驗究竟如何，究竟有沒有變快呢？
按照蘋果的官方宣傳和跑分情況來看，搭載A10 Fusion的iPhone 7相比iPhone 6或者之前的產品，性能至少提升了一倍，同時續航也得到了一到兩個小時的改善。
另一方面，其實當前無論安卓手機還是蘋果手機，影響用戶體驗的已經不是CPU的性能，各款旗艦產品的CPU早已處於性能過剩的狀態（排除個別系統優化和App適配不完善的情況）。當下真正影響用戶體驗的其實是網速和電池續航，無論是iPhone 7還是最新款的旗艦級安卓手機，用戶已經越來越感受不到系統反饋和應用開啟速度上的差別，真正讓他們覺得無法接受的其實是瀏覽網頁、在線社交、看視頻和玩Online手游時的網路延遲，以及一天一沖的電池續航。
結論
綜合跑分和CPU架構設計，我們可以得出這樣一個結論：
蘋果最新的A10 Fusion處理器確實在移動端具備旁人無法撼動的王者地位，
但是要真正像傳言中所說的走入桌面級市場（除Pad Pro二合一產品），依然存在著一定的距離。

G. 為什麼英特爾第八代酷睿處理器被稱為歷代酷睿性能提升最大的一代

Intel官方給出的數據是，8代酷睿相較7代酷睿性能提升了40%，相比5年前的PC性能直接提升2倍，不經意間，這就成了歷代酷睿性能提升最大的一次。

H. 怎麼用能把蘋果A9處理器的強大性能發揮出來

每次蘋果發布新的設備，新處理器都是其中最吸引人的元素之一，而每一次蘋果新處理器帶來的強悍性能和極為出色的能耗比表現都令人驚訝。這一次，蘋果又為我們帶來了A9系列處理器：包括使用在iPhone上的A9和iPad上的A9X，那麼它們到底有多強？能否成為了人們眼中新一代移動設備的性能標桿呢？
蘋果A9系列處理器登場
在iPhone 6s和iPad Pro上，最讓人們感興趣的除了新的配色、設計和功能外，就是全新的A9處理器了。這次，蘋果A9處理器一如既往的不負眾望，不但工藝升級，整體架構設計也大躍進，堪稱目前最先進的移動處理器。A9系列處理器分為了兩款，一款是被應用在iPhone 6s和iPhone 6s Plus中的A9，另一款則是用在iPad Pro中的A9X。不過由於iPad Pro要到11月份才會正式推出，因此目前玩家主要的目光都集中在iPhone 6s系列的A9處理器上。
在蘋果發布會和隨後的網頁宣傳中，蘋果宣稱A9是其「第三代」64位移動處理器，擁有的架構屬於「台式電腦級」架構，整體性能相比前代產品提升「70%」之多，圖形性能提升高達「90%」。有關這幾個詞彙的具體含義，我們下文來一一解讀。
「第三代」64位處理器
蘋果是全球第一家發布並實際應用ARM指令集的64位移動處理器的廠商。第一代的64位移動處理器型號為A7，第二代為A8，而A9就是最新的第三代。我們先來看看A9的具體信息。A9處理器的CPU部分基於ARMv8-A架構，ARMv8-A架構是ARM旗下的面向移動計算的64位指令集架構。這個架構設計靈活而強大，兼容16位、32位和64位指令集，支持64位通用寄存器、SP（堆棧指針）和PC（程序計數器）、支持64位數據處理和擴展的虛擬定址，是目前最主要的移動計算架構之一。與此類似的是，ARM自家的Cortex-A53、Cortex-A57、Cortex-A72以及高通自行設計的Kryo、英偉達自行設計的丹佛架構，都基於ARMv8-A（可能在部分細節上略有不同）。從這一點來說，A9和目前主流的處理器產品差別不大。
A9 CPU：性能提升70%
繼續看A9處理器，和之前的A7、A8類似，A9處理器依舊採用了雙核心CPU設計，不過主頻被提升到了1.8GHz，主頻的提升和新的架構設計以及新工藝的應用都有一定關系（後文還有詳細解讀），這也是蘋果近幾代來首次如此大幅度提升處理器主頻，之前的A6、A7和A8的主頻都基本維持在1.3GHz到1.4GHz。
更細節的一些資料顯示，A9的一級緩存非常大，每個核心擁有64KB的一級數據緩存和64KB的一級指令緩存，二級緩存為3MB，三級緩存更是高達8MB。這基本上和桌面PC相當（或許這也是蘋果「台式電腦架構」的宣傳語來源之一）。從緩存角度來說，更大的緩存可以提高數據命中率、降低數據延遲甚至提升能耗比等，A9在這方面做得非常大方。
在CPU架構的具體改進方面，目前沒有可靠的資料，連架構代號都不清楚，只知道是繼續在之前A8的CPU架構上做出了大幅度改進。之前A8相對於A7改進其實並不大，只是增加了諸如整數乘法單元的數量，改善了浮點加法和整數乘法的延遲，並且調整了分支預測和緩沖等，同頻率整體性能提升大概在15%到20%左右，因此A8的CPU可以稱作是A7的CPU改進增強版。當時蘋果這樣做的原因可能是受制於工藝，28nm工藝進化至20nm的半代工藝本身改善就很有限，因此在保證功耗的前提下，能夠這樣的性能提升實屬不易。
不過在A9上，全新的FinFET和全代14nm或者16nm工藝的應用，使得蘋果可以大刀闊斧的改進CPU架構，加入更多的執行單元同時大幅度提升處理器內部的執行效率。因此A9相比A8應該有更為革命性的變化。目前根據GeekBench的測試來看，A9的CPU部分性能單核心高達2500分左右、多核高達4400分，相比之前A8的1600分和2800分，A9所宣稱的提升70%也基本靠譜。至於更細節的內容，我們將繼續等待詳細的資料流出，然後再專門撰文介紹給大家。
A9的GPU：90%提升可期
A9的CPU信息目前還不是很明確，不過在GPU方面資料就豐富多了。根據目前的資料和拆解情況來看，A9使用了PowerVR最新的第七代PowerVR GT7600 GPU。這顆GPU的性能極為強悍，屬於PowerVR 7XT家族中的中高端產品。PowerVR 7XT家族共有GT7200、GT7400、GT7600、GT7800和GT7900五款產品，其型號數字的第二位代表了有多少個統一著色器簇（Unified Shading Cluster，簡稱USC，和英偉達的SMM、SMX以及AMD的CU類似，都是一組完整的著色器集群的稱呼）。比如這次的GT7600，就擁有6個USC，每個USC有32個ALU，因此總計有192個ALU核心。相比之下，上一代的A8採用的是PowerVR GX6450，隸屬於PowerVR 6XT家族，擁有4個USC，每個USC還是32個ALU，總計128個ALU。僅僅看著色器數量，A9就比A8多了50%，再加上GPU頻率提升等因素，A9的具體圖形性能表現值得期待。
其他功能方面，PowerVR 7XT增加了「Tessellation Co-Processor」也就是處理曲面細分的相關協處理器，能譜配合VDM（Vertex Data Master，頂點數據管理器）實現完整的硬體曲面細分功能。此外，幾何前端的頂點數據管理器的幾何性能也翻了一番，計算數據管理器也大幅度提升了速度。在計算能力方面，SFU和ALU可以並發操作，效率更高。
目前也有部分測試成績給出，iPhone 6s的GPU表現令人震驚。在GFXBench的Manhattan 3.0中，iPhone 6s和iPhone 6s Plus的GPU成績高達39fps左右，基本上達到了iPhone 6系列的20.8fps的一倍，看來蘋果宣稱的提升90%所言不虛。對比Android機型，目前最強的驍龍810也僅僅只能跑出25fps左右，可見A9 GPU性能的強大。總的來看，綜合功能提升、性能提升、USC數量提升等，蘋果A9的GPU又一次拿下了手持移動設備GPU王者之位。
全新工藝：兩種處理器
蘋果在A9上啟用了全新的工藝。和之前一樣，蘋果往往不太會「把雞蛋放在一個籃子」，而是根據不同的情況，選擇台積電或者三星作為自己的代工合作夥伴。這一次，蘋果同時選擇了兩家，因此最終的具體產品型號有所差別。
經過拆解和確認，目前iPhone 6S和6S Plus中存在兩種不同型號的處理器，如果名稱是APL0X98/5X98，那麼說明其來自三星；而如果是APL1022這樣以「1」開頭的處理器編號，則說明來自台積電。
那麼，蘋果在同一款產品上使用不同的處理器，是否會有性能和功耗的差異呢？答案是：應該沒有。首先來看工藝。台積電的16nm FinFET工藝和三星的14nm FinFet工藝看起來數字上差了「2」，實際上屬於同代工藝，「16」和「14」的不同，更多的是考慮到了商業宣傳角度，因為工藝的名稱比如「22nm」、「28nm」、「16nm」等，只是晶體管生產中柵極的最小線寬，它是一個極限值，而不是典型值或者普世值。在晶元生產中，有大量不同的部件，它們的尺寸和結構都遠大於「最小線寬」，不僅如此，影響晶元性能的還有材料、設計、製造精度等諸多因素，最小線寬只是其中之一，況且整個晶元中，柵極的線寬也並非都是同樣尺寸，也是有大有小。因此，所謂的22nm、16nm、14nm等，只是一個宏觀上代表工藝代次的數據，同代次的工藝往往性能不會有太大差距。其次，對蘋果而言，提供給消費者穩定、可靠、無差別的產品才是最重要的，因此無論哪種工藝，應該不會有性能功耗等方面的差別，這一點從隨後對部分產品的拆解中隨機出現不同型號的晶元上也得到了證實。另外，從另一個角度來說，蘋果手機中使用的存儲晶元往往來自多家供應商，比如SK現代、三星等廠，也從來沒有出現過問題。這次僅僅是處理器來自多家供應商而已，並沒有什麼特別值得大驚小怪的。
在晶元面積上，A9的封裝面積稍大於A8，目前A9的封裝面積為14.5mm×15mm，比A8的13.5mm×14.5mm大了10%不到。根據晶元的X光照片推算的話，三星代工的A9的晶元面積應該是94平方毫米，比A8的89平方毫米稍大了一點。晶體管數量方面，A9的晶體管數量大約在30億到35億左右，比A8的20億來說是「暴增」，這主要還是拜8MB的三級緩存所賜。如果用桌面處理器來對比的話，英特爾Core i7-6700K處理器同為14nm工藝，核心的封裝面積大概在122平方毫米左右，晶體管數量不詳，參考之前的Haswell的晶體管數量最高端版本大約在20億左右，我們假設Core i7-6700K的數量應該不會超過35億。由此可見，蘋果A9的晶體管密度還是相當可觀的。
蘋果歷代A系列處理器回顧
實際上，蘋果並非處理器設計「專業戶」，早前的三款iPhone處理器型號分別是PAL0098、APL0278、APL0298，雖然都出自於蘋果產品，但是架構方面多採用的是ARM官方架構，並且設計也並非蘋果，而是三星和其他公司。蘋果首款自行設計的處理器為A4，搭配了劃時代的iPhone 4發布。實際上，A4處理器依舊使用了Cortex-A8架構，只是蘋果做出了深入優化，使得功耗和性能表現更為出色。在這款處理器上，蘋果首次開始考慮改動核心架構，比如將Cortex-A8的部分處理器介面做出調整，並且將L2緩存從原始設計的512KB增大到640KB。
隨後的蘋果A5處理器採用了雙核心的Cortex-A9方案，這也是蘋果首款雙核處理器。而其繼任者A6是蘋果首款自行研發核心架構的處理器，被稱為Swift，它和當時市場上所有的基於ARM指令集的CPU在核心架構設計上都存在巨大差異。Swift的解碼模塊增加到了三個（Cortex-A9隻有2個）、為FP Add、FP Mul、Load/Store都增加了獨立的埠。Swift的改進相當成功，整體性能相比之前的Cortex-A9提升了大約37%左右，功耗卻沒有明顯增加。Swift的出現，向人們展示了蘋果強悍的研發實力，也標志著蘋果從晶元設計開始，一直到產品總成，甚至軟體、銷售等，掌控了整個移動計算設備研發、生產、銷售的全產業鏈。接下來的蘋果A7、A8、A9都採用了64位設計，尤其是A7，是全球首款64位設計的移動處理器產品。A8則奠定了蘋果在高端移動處理器上的皇者地位。從A4到A9，蘋果從「拿來主義」逐漸變成「實用主義」，最後華麗變身為「設計主義」。
總的來說，盡管目前給出的資料還不是那麼的深入、豐富，但我們依舊可以從CPU、GPU以及工藝設計的改進上看出，蘋果全新的A9系列處理器並沒有讓我們失望，從一些測試成績來看稱它為目前最頂級的移動處理器之一也完全沒有問題，我們在後續拿到實機後也會帶來更加詳細的測試解讀，敬請期待。