苹果在制造iPhone、iPad、Mac等高端消费硬件之外,还自研一系列的SoC。这些SoC用于苹果自家的硬件,主要使用Arm架构。除了新的Mac电脑,各种不同的苹果产品,包括iPhone、iPad、Apple TV、Apple Watch等等,都使用苹果自研的芯片。谈到苹果芯片,有很多内容需要解读,所以本文目的是简略介绍苹果芯片的所有产品系列。
在发布M1芯片之前,苹果已经在为iPhone、iPad等产品自研了A系列SoC。虽然本文不会深入研究追溯到所有的A系列处理器,但将包括那些仍然重要且苹果仍旧在产的处理器。
A系列芯片
苹果A系列包括用于各种型号的iPhone、iPad、iPod Touch、Apple TV等的SoC系列。A系列SoC集成了一个或多个基于Arm的处理器、一个图形单元、高速缓冲存储器以及芯片内的其他组件,这些组件对于提供全面的计算体验至关重要。
严格来说,苹果A4是A系列中的第一款SoC,是苹果自研的第一款SoC。苹果在最初的iPhone、2代iPod Touch、iPhone 3GS和第3代iPod Touch上分别使用APL0098、APL0278、APL0298和APL2298等老款SoC。
再来说说苹果A4,它是由苹果设计,三星代工的。A4在2010年首次亮相,搭载Arm Cortex-A8 CPU和PowerVR SGX 535图形处理器。这款定制的芯片首先用于苹果的iPad,后来又用于iPhone 4。A4后来停产,此后苹果于2011年3月推出A5芯片。下面我们就来快速浏览一下到目前为止苹果推出的所有A系列产品。
在所有苹果设备中,Apple TV HD使用的是最古老的A系列芯片之一,即A8芯片。这是一个64位的SoC,早在2014年就随着iPhone 6和iPhone 6 Plus首次推出。目前苹果只在其官网上销售iPhone 11及以上版本,这意味着苹果A13仿生芯片在技术上是已是最古老的A系列芯片了。但其实你可以通过购买Apple TV HD获得更老的A系列芯片(ps,苹果是该更新一下某些设备的硬件了)。
最新的iPhone 13系列使用苹果的A15仿生芯片。这些手机采用了6核2.93或3.23 GHz(2x Avalanche)+2.016 GHz(4x Blizzard)的CPU,以及单通道的LPDDR4X内存。
M系列芯片很长时间以来,除了笔记本和台式电脑,苹果已在几乎所有的设备上采用了自研芯片。然而,M1芯片打破了这一切。M1标志着苹果正式进入笔记本和台式电脑处理器领域,与英特尔和AMD正面交锋。M1 SoC于2020年11月首次亮相,首先搭载于MacBook Air,Mac Mini,以及13英寸MacBook Pro。此后,M1芯片也进入了iMac(24英寸)、iPad Pro(第5代)和iPad Air(第5代)。苹果M1芯片配备了4个性能核Firestorm和4个能效核Icestorm。它本质上是一种混合配置,比较类似于英特尔第12代Alder Lake处理器。
苹果在2021年10月发布了两款新芯片M1 Pro和M1 Max,扩大了M系列产品线。这两款新处理器在M1的基础上进行了扩展,为14英寸和16英寸MacBook Pro的“专业”用户提供了更精致和强大的用户体验。最近,苹果发布了新的M1 Ultra,是迄今为止苹果最强大的芯片。与M1系列的其他芯片不同,M1 Ultra针对的是台式机。新的M1 Ultra SoC将是苹果新的Mac Studio台式电脑的专属产品。这是一款昂贵的硬件,全套设备的价格可能高达8000美元。
M系列的介绍如下:
预计苹果将在今年晚些时候发布新的“M2”芯片(假设的名称)。虽然我们对这些芯片了解不多,但我们知道它们可能率先搭载于下一代MacBook Air和13英寸MacBook Pro。
苹果芯片的优势
正如我们之前提到的,苹果多年来一直在设计自己的芯片。多年来iPhone、iPad,甚至iPod使用的所有芯片大多是苹果工程师开发的定制化的芯片。能够设计自己的芯片,使苹果在整体性能和能效方面有巨大的优势。当然另一个关键是苹果还为这些设备定制软件,旨在最大限度地利用现有硬件。
苹果芯片大多都是在提供最佳性能的同时将功耗保持在最低。这也是苹果在Mac电脑上放弃英特尔芯片的主要原因之一。在Mac电脑上使用自研芯片,使Mac能进一步提高性能,使其从市场上其他芯片中脱颖而出。苹果芯片可能不是最强大的,特别是当与AMD的其他高性能芯片相比时,但它们绝对有能力与英特尔和AMD的大多数消费级主流处理器正面交锋。
U/S/W系列
除了广为人知的A系列和M系列芯片外,苹果还在自研另外一批芯片,用于Apple Watch、可穿戴设备等产品。例如,苹果的S系列芯片用于Apple Watch。这也是一个定制的芯片,使用了一个应用处理器、内存、存储,以及其他几个支持无线连接的处理器,等等。第一代Apple Watch使用的是Apple S1芯片。此后,又推出了该芯片的各种迭代版本。Apple Watch 7系列使用S7芯片,这是一个定制的64位双核处理器,与W3无线芯片协同工作。
W系列是用于蓝牙和Wi-Fi连接的SoC和无线芯片系列。W系列芯片的最新迭代,即W3,用于Apple Watch 7系列。还有苹果H系列芯片,用于苹果耳机。苹果H1芯片首先用于AirPods。此后,它又被用于其他苹果音频产品,包括AirPods Pro和AirPods Max等。
考虑到苹果倾向于构建一个紧密结合的产品生态,所以向自研芯片过渡是不可避免的。能够为某一特定产品设计硬件和软件,使苹果能够真正定制和完善体验,并带来许多益处。我们希望苹果在未来也能不断推出新的和创新的SoC。