钢铁(苹果A系列芯片)是怎样炼成的?
手机的阵营我们一般分为安卓阵营和苹果阵营,两者拥有着各自的生态系统环境。其中安卓有着开源的特点,而苹果iOS则是一种封闭的系统。
安卓阵营的处理器可谓百家争鸣,不过比较突出的为高通骁龙、三星猎户座、联发科、海思麒麟。苹果使用的处理器是苹果自家的A系列芯片。
而我们今天要来说一说A系列芯片的发展史。
从iPhone4首发A4处理器开始,苹果正式走上了自研芯片之路。A4作为苹果的处女作,同等频率下性能的表现是要优于三星S5PC110的,但其核心结构和此前使用的三星处理器非常接近,仅仅是主频升高,核心的CPU架构方面却没有太大变化,所以从严格意义上来说,A4并不能算是苹果真正自主研发的成果。
A5,发布于iPhone 4S,它是第一款苹果设计的双核处理器芯片。
A6,性能是A5的两倍多。A6的出现把苹果推向了一个新的高度,并且可以说是让当时其它处理器仰望的高度。当时搭载A6的iPhone 5手机在跑分榜上将不少采用四核处理器的安卓机皇彻底碾压,苹果也告诉了的人们一款处理器的性能不是单纯地由核心数量决定的。
A7的出世将处理器带入了64位时代,这款芯片有着巨大的划时代意义。作为历史上第一个移动端64位处理器,在当时引起了不小的争议。其他厂商还在努力堆砌CPU核心数量的时候,苹果则开创了一条新的路线。这使得A7在推出初期遭到了不少非议。
但研究64位的处理器的确是一个具有前瞻性的思想,当时已经有人在手机上开始剪视频,P图了,32位处理器已经逐渐不能满足当时人们的需求了。苹果也凭借这一次“抢跑”,在那之后就一直领跑,始终跑在了其它厂商前面。
之后A8、A9、A10进一步提升了核心数和制程工艺,处理器及GPU性能日益上涨,而iPad Air 2配备的A8X处理器,成为移动行业第一个三核处理器,其性能也是无比强悍。
2017年,A系列处理器和iPhone都进入了另一个时代。iPhone 8和iPhone X分别代表了一个时代的终结和开始,iPhone X 开启了全面屏及face ID的新时代。A11对于苹果更大的意义在于那是当时苹果自主程度最高的一款处理器。之后A12更是进一步提升了性能及能耗表现。
到了A13芯片,苹果宣称该芯片两大亮点,机器学习能力与低功耗。效率比上一代提升30%左右。A14作为全球第一款基于 5nm 制程工艺设计的芯片,这令它的晶体管数量得到了大幅提升,从 A13 的 85 亿颗,增加到了 118 亿颗。是目前综合性能最强的A系列处理器。至于即将发布的A15系列,他会带来哪些改变也值得我们期待。
三星自研芯片来袭,苹果、高通危
众所周知,果子是个 Android 和 iOS 双持党,一手 iPhone 13 mini,一手三星 S21 Ultra,“我全都要”地快乐得很,远离“用苹果好还是用安卓好”的困扰。
唯一让果子烦恼的,是每次吃饭时朋友问起,果子都得解释这台大砖头,既不是 vivo 也不是小米,而是三星的旗舰手机,以及收获一句“怎么现在还有人用三星啊?”的嘲讽。
虽然这台三星 S21 Ultra 确实配得上“机皇”的称号,尽管充电只有 25W,也只是转子马达,但优秀的屏幕素质和把料堆满的影像系统,都让果子十分满意。
但它有个致命的硬伤,又或者说是这两年旗舰手机的共同硬伤:膏通火龙 888。
尽管三星的这颗 888 已经是去年安卓旗舰手机里调度最怂的了,但打王者和充着电看 B 站都能温度过高而强退,火龙 888 功不可没。
看到这,或许狐友们就能理解,为什么果子看到三星要自己造芯片的新闻,会这么兴奋了。
对标苹果,三星重新造芯
近一个月来,三星电子的半导体业务似乎在下一盘大棋。据外媒报道,三星将组建一千人的“梦之队”研发新款高端处理器。
它并非三星现有的 Exynos 系列,而是一个新的开始,对标苹果 A 系列芯片。
另外,三星集团将计划在五年内投入 450 万亿韩元,也就是 3600 亿美元,其中的一大部分预算都会用在半导体业务上。
三星集团希望捍卫三星电子的内存芯片的领先地位,以及加强芯片设计和代工的能力。
这是因为,在全球内存市场,三星是当之无愧的龙头,占了近 50% 的份额。但除此以外,三星电子的产品却算不上顶尖。
三星是全球少数同时拥有芯片设计和芯片加工能力的公司,但三星的芯片设计能力却比不上华为、高通,更比不上苹果。
就拿三星最新款的 Exynos 2200 芯片来说,尽管核显架构有更新,但能效表现却十分拉胯,别说打赢新火龙 8 Gen 1,就连打自家的上代芯片 Exynos 2100 都没啥太大优势。
怪不得,三星都不敢在中国市场卖 Exynos 2200 版本的 S22 系列,而是拿去了欧洲卖。不然,在中国本就销量不高的 S22 系列,怕不是得直接半价甩卖。
设计能力不行,代工能力也好不到哪去。骁龙 888 和骁龙 8 Gen 1 都是三星代工的,结果怎样大家有目共睹,连续两代都出现了良品率低的问题。
许多人把希望都寄托在了今年下半年,台积电代工的骁龙 8 Plus Gen 1,这也侧面说明了,三星电子的芯片代工能力远不及台积电。
可能是面子上挂不住了,又或是被砍了大量的订单,三星才会痛定思痛,成立这个超过 1000 人,名为 “Dream Platform One Team” 的特别工作组。
它将由三星电子的 Mobile Experience 事业部负责人 TM Roh,以及 System LSI 事业部负责人 Park Yong-in 共同领导,小组的人员也会从这两个部门中抽调。
而且,目前隶属 System LSI 部门的,三星自有芯片 “Exynos” 的工程师们,将成为特别工作组的研发骨干成员。
和现在通用的,也就是别家手机品牌例如 vivo 也曾用的 Exynos 芯片不同,三星希望新的芯片能成为公司独占的芯片 ,也就是像苹果手机 A 系列、电脑 M 系列芯片那样,只能在自家设备上用。
解决了设计问题,代工问题也不能忽视。得到了母公司三星集团的拨款后,三星电子扩大了在奥斯汀工厂的投资规模。
这家工厂曾是三星在美国的唯一工厂,主要生产 14 nm 规格的芯片,具备每个月 10 万片 12 英寸晶圆片的产能。
另外,三星电子也准备购买荷兰 ASML 最新款 High-NA 极紫外线 (EUV) 光刻机。 果然,有了钞能力就是豪横。
不仅如此,三星还计划提前大规模生产 3nm 芯片,希望比台积电快一步抢下客户。
三星芯片,也曾辉煌
不知道狐友们年龄多大,但在果子刚开始玩机的时候,手机市场上的芯片可是百花齐放。除了现在还活跃着的三星、高通、联发科,那时候的德州仪器、英伟达、英特尔也是手机芯片的主流厂商。
今天果子就带年轻的狐友们,回顾一下三星 Exynos 芯片曾经的辉煌。
早在 2000 年,三星就造出了它的第一款 SoC。 它基于 ARM7 CPU,型号为 S3C44B0,被一款名为 “Danger Hiptop” 的手机所采用。
时间来到了 2010 年,那时候主流的手机芯片厂商是德州仪器和高通,也是果子刚开始入坑智能机的时代。
就是这年,三星带着蜂鸟处理器强势而来,并推出了初代的 Galaxy S。
那时候的手机头部厂商还是 HTC 和诺基亚,但 Galaxy S 的顶级硬件配置丝毫不怂,最终也取得了 2500 万台的好成绩(截止 2013 年)。
Galaxy S 的成功,离不开这颗蜂鸟处理器。它的型号为 S5PC110,是安卓阵营的首款 45nm 制程、1GHz 处理器,GPU 也集成了 Imagination 最新的 PowerVR SGX540,可以说是把牙膏挤爆了。
三星也正是凭借这块芯片,正式跻身主流移动芯片厂商。
在蜂鸟处理器的次年,也就是 2011 年,三星推出了第一款真正意义上的 Exynos 芯片,也就是大家熟知的猎户座 Orion 芯片。一个冷知识,猎户座只是该系列芯片的开发代号。
这块芯片叫 Exynos 4210 ,是三星第一款多核处理器。它配备了 Cortex-A9 双核处理器,GPU 则是 ARM 的 Mali-400 MP4 ,再一次把配置拉满,还加入了对更高分辨率(1440 x 900)的支持。
而搭载这款芯片的,是 Galaxy S2 以及三星的首款大屏旗舰 Galaxy Note。唉,真是岁月如梭,Note 系列现在都被砍了,还好在 S22 系列借尸还魂。
在多核处理器这条路上,三星一路狂奔。无论是 Galaxy S3 上的 Exynos 4412——三星的首款四核芯片;还是后面“双四核”、被嘲讽为“假八核”的 Exynos 5410;抑或是真正支持八核全开的 Exynos 5420,三星的芯片都在稳中向好。
三星芯片真正达到巅峰的,是在 2015 年。 提起这年,大家都想起了被火龙 810 支配的恐惧。没想到六、七年过去了,高通再次作妖。嗯,一不小心,又暴露年龄了……
那,三星呢?它稳打稳扎地推出了 Exynos 7420,采用 14nm 工艺以及四个 Cortex-A57 内核和四个 Cortex-A53 内核的架构, 在友商翻车的时候替安卓阵营力挽狂澜。
这颗芯片配合曲面屏,也让 Galaxy S6 系列和 Galaxy Note 5 系列再次爆火。
就连魅族 Pro 5,也用上了三星的这颗一代神 U。
再后面的事情,大家都知道了。三星抛弃 ARM 架构,开始自研的猫鼬 Mongoose 架构,在失败后又重回 ARM 架构的怀抱……
如此的反复横跳,让 Exynos 芯片元气大伤,也失去了和高通骁龙、苹果 A 系列芯片一决高下的竞争力,更别提今年还有对高通虎视眈眈的,发哥天玑 9000 和 8100 的芯片了。
就算没用三星自家的芯片,在中国市场,三星的销量已经沦为 “others”。这和三星中国傲慢的营销态度、拉胯的售后服务,以及过于高昂缺乏竞争力的手机离不开关系。
三星的旗舰手机配置的确足够硬核,但我们买东西时,主要还是看钱包和心情。三星在中国市场,这两样都不占优势,也难怪逐渐沦为小众。
这是三星公关们,喊多少句“重回中国市场”都无济于事的原因。
就连果子每次都得花 50 大洋到三星售后贴一张的菲林膜,在 S22 系列上也不再是出厂标配。果子这种老用户,对三星今年的各种迷惑操作也是失望透顶。
那么,果子这台 16+512 的皇帝版 S21 Ultra,有狐友想要收吗?(手动狗头)
编辑: 问号
参考资料:
镁客网:三星半导体的新野心:超越台积电,干翻苹果?
ZEALER:三星 Exynos,曾风光一时
DoNews:回不来的三星手机
智能相对论:三星,再次“西征”
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