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當蘋果成為一家晶片公司

當蘋果成為一家晶片公司

作者 | 金旺

出品 | 鋅産業

中原標準時間3月9日淩晨2點,蘋果春季釋出會召開。

作為蘋果一場正常産品更新的釋出會,這次釋出會沒有折疊屏手機、沒有XR眼鏡,如果說有什麼亮眼之處的話,那應該就是晶片了。

這次釋出會上,蘋果自研晶片貫穿始終,新釋出的iPhone SE搭載了A15,新釋出的iPad air用上了M1,與此同時,蘋果最後一顆M1晶片——M1 Ultra也得以亮相。

M1 Ultra是蘋果一顆自研的高性能晶片,最先被用到了Mac Studio上,而自研晶片如今已經成了蘋果為自己打造的又一條護城河。

其實,硬體廠商造晶片不是什麼稀罕事兒,蘋果造芯也早在2010年已經開始。

01

A系晶片的強勢崛起

2010年,在這一年年初的蘋果釋出會上,喬布斯釋出了蘋果自認為的第三類裝置——iPad。

在對這款産品介紹中,喬布斯提到,“iPad由蘋果自研晶片驅動,我們有一個很棒的團隊,專為蘋果研發晶片,A4晶片是我們目前最先進的晶片,它的性能很強大。”

釋出會上,喬布斯并沒有介紹太對關于A4晶片的細節,隻是在PPT上展示了這顆晶片的主頻,這顆晶片的主頻跨過了當時ARM公版的650MHz,一舉突破到了1GHz。

當蘋果成為一家晶片公司

後來證明,A4晶片更大的價值在于築高了蘋果封閉生态的城牆,讓蘋果生态系統得以更順暢地實作内循環。對于要建構這樣一個生态系統的蘋果而言,自研晶片是必須要做的一件事兒,這一點,喬布斯很早就開始布局。

2008年4月,蘋果一代手機釋出僅僅一年後,喬布斯花2.78億美元的高價收購了一家晶片設計公司——P.A. Semi,彼時,喬布斯看上的并不是P.A. Semi的PWRficient産品線,而是公司擁有的諸多低功耗晶片設計專利,這也是搭載A4晶片的第一代iPad能夠号稱10小時續航的原因之一。

P.A. Semi的專利池,再加上當時一并收來的研發團隊,為後來蘋果A系晶片研發奠定了基礎。不過,蘋果第一代晶片本質上是由三星S5PC110魔改而來,CPU應用的是ARM Cortex-A8架構,GPU應用的是PowerVR SGX 535,嚴格意義上說,還算不上是完全自研的晶片,或者也可以說是蘋果自研晶片一次小小的試水。

蘋果A系晶片真正發力是在兩年後的第三代處理器A6晶片上,這代晶片上,蘋果首次使用了基于ARv7-A雙核架構的自研CPU——Swift,首次采用了32nm制程工藝,也是首次最先在iPhone上應用(此前兩代都是先在iPad上應用)。

不過,在當年那場釋出會上,蘋果營銷副總裁Phil Schiller沒有提到這些,他提到更多的是這顆晶片的性能表現——2倍的CPU速率提升、2倍的圖像處理能力提升、22%的尺寸縮小,以及App響應時間、加載音樂的響應時間是多少,Phil盡量用消費者感覺得到的方式介紹了應用在iPhone 5上的A6晶片,以至于A6晶片對于蘋果硬體體系的深層價值到會後才逐漸被挖掘出來。

也是至此之後,A系晶片在蘋果手機上一直沿用至今,在曆代晶片中,蘋果逐漸加入了協處理器、神經網絡引擎、自研GPU核,A系晶片也成了每代蘋果手機的一大王器。

02

蘋果的生态融合構想

盡管蘋果自研手機晶片幹得風生水起,不過,在很長一段時間裡,這塊業務并沒有波及到蘋果電腦,直到2020年。

2020年6月,在WWDC 2020上,庫克回顧了一遍Mac發展曆史,并指出,“Mac一共經曆了三次大的曆史變革:擁抱PowerPC、自研Mac OS X系統、向Intel X86遷移……,今天我們宣布,Mac将使用蘋果自研晶片。”

很少有人注意到,這時,搭載蘋果自研晶片的手機、手表、平闆全球出貨量已經超過20億,再将Mac換上Apple Silicon,蘋果将成為一個不折不扣的晶片企業。

對于Mac轉向自研晶片,當時外媒評論稱,這将瓦解微軟和英特爾之間延續至今的Wintel聯盟,PC OEM老炮們也需要重新考慮是否加入ARM陣營。

在PC市場,市占率不足7%的蘋果的Mac轉向自研晶片,真能導緻這樣嚴重的蝴蝶效應嗎?

這就要從蘋果這一決定帶來的兩個結果來看:

首先,Apple Silicon的性能确實表現還不錯。

2020年11月,蘋果為Mac設計的首顆自研晶片M1面世,M1采用5nm制程工藝,內建了160億個半導體,8核CPU+8核GPU,可同時運作将近25000個線程,擁有2.6萬億次浮點運算的資料處理能力。再加上蘋果為了适配這顆晶片特意做了一個新的系統版本macOS Big Sur,以及在晶片設計的功耗控制上原有的優勢,這樣的M1成了2021年Q1蘋果Mac銷量同比增長超過111%的一個主要原因。

其次,采用Apple Silicon的Mac還有一大特性,可以直接運作iPhone和iPad上的App。

這帶來的直接影響是,長久以來割裂的移動端應用生态和PC端應用生态将迎來一次前所未有的整合。這種生态整合和國内手機廠商通過通信技術實作的一碰互聯、螢幕共享走的是兩條不同的路,也是一條更徹底的整合之路。

03

M1的第四顆晶片

在今天的釋出會上,蘋果再次釋出了繼M1,以及2021年釋出的性能更強的M1 Pro、M1 Max之後的第四顆晶片,也是M1系列最後一顆晶片——M1 Ultra。

蘋果硬體研發進階副總裁Johny Srouji在釋出會上透露,在M1 Max釋出時,其實蘋果還藏了一手,它可以實作特殊的晶粒連接配接技術,基于此,蘋果晶片團隊可以通過UltraFusion架構将兩顆M1 Max擴充為一顆晶片,這就有了新的M1 Ultra。

UltraFusion架構同時還可以讓兩顆晶片在低功耗情況下實作2.5TB/s的傳輸速率,與此同時,新的M1 Ultra擁有1140億個半導體,20核CPU+64核GPU,半導體密度是M1的7倍,GPU速度是M1的8倍;擁有32核神經網絡引擎,可以支援每秒22萬次運算。

此外,M1 Ultra還支援800GB/s帶寬,128GB記憶體。

據Johny Srouji介紹,與目前最新的16核晶片相比,在相同功耗範圍内,M1 Ultra的性能高出90%,GPU功耗與今年主流的GPU相比僅為後者的1/3。

當蘋果成為一家晶片公司

這顆目前蘋果自研的最高性能的晶片,首先将被用到同期釋出的Mac Studio上。

04

機廠造芯熱潮

在軟硬一體逐漸成為主流意識的當下,主動下場造晶片的手機廠商遠不隻蘋果一家,近年來,國内手機廠商也迎來了造芯熱潮。

國内最早研發手機晶片的手機廠商是華為,華為早在2012年研發了手機晶片K3V2,K3V2采用40nm制造技術,4核CPU+16核GPU,釋出時間上隻比蘋果晚了兩年,後來,華為在2013年釋出的旗艦手機P6用的正是這顆晶片。而更廣為人知的麒麟晶片要到2014年才開始進入市場。

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不過,作為國内最早自研手機晶片的手機廠商,華為近年來在經曆了一些衆所周知的坎坷後,手機業務一落千丈,逐漸淡出主流市場,華為手機晶片也沒了當年的模樣。

2021年3月,時隔四年,小米再度推出自研晶片——澎湃晶片C1,與蘋果A系列、華為麒麟系列晶片不同的是,澎湃C1僅僅是一顆圖像處理晶片,搭載這顆自研晶片的MIX Fold的主CPU仍然是高通骁龍888。

同樣自研了圖像處理晶片的還有vivo,vivo在2021年釋出了首顆圖像處理晶片V1,這顆晶片最先被用到了vivo X70 Pro上,同樣要搭配三星E1080使用(X70 Pro+是骁龍888+)。

前不久,随着OPPO首款搭載自研圖像處理晶片——馬裡亞納X的Find X5 Pro面世,國内主流手機廠商全部湧入到了自研晶片這一潮流中。

隻不過,在華為麒麟之後,目前還沒有哪家手機廠商真正擔得起自研手機主處理器這個重任,衆多自研圖像處理晶片對于智能手機而言可以說是錦上添花,卻遠遠還難以成為一條堅實的護城河。

對比之下,抛棄高通、英特爾,全系産品換上Apple Silicon,釋出會上全程講起自研晶片的蘋果,也就更像是一家晶片公司了。

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