苹果A15芯片研发的幕后故事
2021-10-01
14:01:54
来源: 半导体行业观察
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新浪数码
」，谢谢。
2010年，苹果发布iPhone 4，明确向外界宣布自研处理器A4。
多年后，不少人还记得“再一次 改变世界”那款手机，但对行业影响更深远的，是终端厂商自己自研芯片用于自己产品这种方式。它打破了之前芯片厂—终端设备厂商—系统厂商之间的关系，产生了一种新的消费电子产品研发模式。
这种研发模式和产生的结果，也是再一次改变世界的开始。
十多年后，新浪数码与苹果公司两位高管的聊天话题是A15仿生芯片。苹果公司全球产品营销副总裁Bob Borchers，与负责硬件技术的副总裁Tim Millet，围绕技术与应用，谈起来苹果公司研发A15芯片的幕后故事。
“我们的团队非常幸运，因为不需要去猜测”—— Tim Millet的一句话点明了 A15仿生芯片与其他竞品研发过程的最大不同。
众所周知，目前在移动设备领域，除了苹果，在安卓阵营几乎所有芯片都是由高通、MTK等少数厂商研发的，虽然终端厂商也会参与其中部分过程（如影像功能优化等），但整个过程的思路跟PC时代类似：芯片厂商制造芯片，电脑厂商将芯片配上合适的主板/内存/硬盘等，再装上来自另一家的系统，调试后交给用户。这种各自分工明确的方式，打造了“Wintel”联盟的辉煌，并培养出一大批PC厂商。
在移动领域，Android+高通+众多安卓手机厂商复制了这种模式；但近年，移动芯片架构逐渐摸到天花板，芯片计算能力提升有限，电池和散热等成为更大的瓶颈。
此时，苹果软硬合一的研发模式优势显现，自芯片研发阶段初始，相关团队就与手机硬件，软件系统团队，甚至是影像团队紧密合作，他们给芯片团队明确的目标，之后协同工作。
可以说，近年A系列芯片的研发，从一开始就并非只是为了芯片本身，而是为了最终的体验，考虑它的使用场景，甚至为某个具体功能而优化。
这也是上文Millet说“不用猜测”的原因，同时是苹果公司跟其他芯片厂商最大的区别。
“我们可以确保把每一个晶体管的效用发挥到最大”，Millet总结这种特殊的研发方式说道，这句话也是对A15芯片的表现的总结。
当然，这种研发过程需要更多时间，以及更早的布局过程。Millet公布了一些发布会上没提到的信息：苹果设计与制作这颗芯片用了两年多，另外与这颗芯片相关的技术研发准备等工作，也花了约两年时间。
也就是说，苹果公司为了呈现今天的 A15仿生芯片，几个团队从2017年就开始着手准备。
Bob补充说，Tim的芯片团队不仅服务于下一代新品，他们甚至在产品发布会前一个礼拜还在讨论某些功能。从这个细节也能印证苹果公司这种研发方式的灵活度。
安卓旗舰芯片研发时间也是两年多，但手机终端厂商适配时间只有约3-4月。终端厂商因为不是自己掌控全程，可能导致终端与芯片不完美匹配，或者无法释放芯片的全部能力，能耗控制不那么精准。另外，为了照顾更多样的安卓终端，芯片也不得不做一些取舍。
此前，很多评测媒体对 A15仿生芯片做了相应测试，相比上代，它的CPU计算核心部份日常负载下的“能耗比”显著提升，5核GPU的极限性能则较上代提升了40%，功耗反倒上代低。
这路数跟前几代A系列芯片一致，苹果一直在通过芯片+系统等多种方式，优化芯片的能耗比，也就是用更少的电做更多事。
回到今年装在iPhone 13系列上的A15仿生芯片，在评测这款手机时候，我们已经看到它的性能跑分依旧凶猛，尤其GPU部分。但其实Bob在这次谈话中更想说的是，硬件性能固然重要，但对苹果来说，用户体验才是更重要的事。
也正是因此，我们才能看到iPhone 13 Pro系列性能更强了，ProMotion高刷来了，续航却更长了；iPadOS 15中的翻译App，可以实现实时自动翻译对话，甚至第三方的App，可以用AI分析人类的动作，从而教人打网球。
那是A15和整合在其中CPU，GPU，NPU，以及iOS 15在一同发挥作用。在处理这些的同时，苹果还要严守自己的隐私原则，尽量让数据在本地处理，而不是发送到云端去。
最能证明多个部分合作的体验是iPhone 13系列的“电影效果模式”，它让非专业拍摄者通过一台非专业设备，获得了以往专业人士才能做出的变焦操作。
电影效果的背后，是A15仿生芯片的强大计算能力作后盾，它强到足以一边拍杜比视界HDR视频，一边用AI能力去实时理解该对焦给谁，并把焦外做虚化处理。还能把景深信息保留下来进行二次处理。
焦距变化的背后，是 A15芯片内150亿颗晶体管和手机影像系统的共同参与，也是苹果芯片研发团队，影像团队，和系统等多个团队合作的结晶。
对很多厂商来说，造出芯片已经是结果；但苹果来说，“电影效果模式”这样的体验才是最终结果，A15和其四年的研发经历，只是实现这个结果的过程。
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