为什么苹果a系列芯片性能这么强（制程工艺再先进也没用）

苹果A系列芯片，一直被誉为“地表最强的手机处理器”。那么苹果A系列芯片性能到底有多强呢？从下方图片可以看出，苹果的A系列芯片性能，至少领先友商1年半。

在相同制程工艺下，苹果A系列芯片的理论性能，友商看了也不得不服气。究竟是什么原因使得苹果A系列芯片性能这么强呢？其实，这与苹果多年来自研芯片有关。

从A4芯片开始，苹果便走上了自研芯片的道路。严格意义上来讲，A4不能算是苹果真正的自研芯片，因为该芯片的研发思路参考了三星S5PC110。

A5，它是苹果首款自主设计的双核芯片，CPU性能是上代的两倍，GPU性能是上代的9倍，可以说是有史以来苹果A系列芯片性能提升最大的一代。

A6用上了苹果第一代自研CPU核心，性能是上代的两倍。而A7是苹果首款基于ARM V8架构处理器，并加入了协助处理器M7，性能相较于上代提升两倍。A7对于苹果来说意义非凡，同时也为手机处理器开启了64位时代的大门。

之后的A8、A9和A9，进一步提升了核心数和制程工艺，CPU和GPU性能逐年增强，具体如下：

A8：CPU提升25%，GPU提升50%；A9：CPU提升70%，GPU提升90%；A10 Fusion（融合）：CPU提升40%，GPU提升50%。

A11仿生芯片不仅加入了神经网络引擎，还带来了苹果自研GPU核心，与A10相比，A11 CPU大核性能提升25%，4颗小核性能提升70%，多处理性能提升75% ，GPU性能提升30%。

A12~A14仿生，芯片性能没有以往提升那么明显。比如A12仿生相较于上一代，CPU性能提升15%，GPU比A11仿生快了50%；再比如相比A12仿生，A13仿生CPU快了20%，GPU速度提升20%；而A14仿生，对比A13仿生，CPU性能提高16.67%，GPU性能提高8.3%。

至于A15仿生，近日有消息人士透露，在新一代iPhone样机中，A15仿生跑分得到了不错的成绩。其中GFXBench Manhattan 3.1场景，A15仿生跑分成绩为198 FPS。比较遗憾的是，A15仿生在第二轮测试中，可能由于机身过热导致GPU降频，最终成绩只有140~150 FPS。

作为对比，目前手机端性能最强的A14仿生，在GFXBench Manhattan 3.1基准测试中的最高成绩为137 FPS。这样折算下来，A15仿生的GPU提升了约44%。不过，有网友表示，在特定场景下，A14仿生可以跑到170.7 FPS。如果消息属实，那么也就意味着相比A14仿生，A15仿生GPU性能仅提升16%。

CPU方面，在GeekBench的跑分中，A15仿生单核成绩1724分，多核成绩4320分。与A14仿生相比，A15仿生单核性能只提升7%，多核性能仅提升1%。也就说，A15仿生和A14仿生的CPU性能差距并不大，甚至基本可以忽略不计。

从A4~A14仿生（由于A15仿生处于曝光阶段，所以不计算在内），我们可以发现一个很明显的规律，每次苹果A系列芯片迎来性能大幅升级的时候，基本上都是苹果开始采用自研芯片架构、CPU核心、GPU核心，以及加入一些新东西（M7协助处理器、64位、单核变双核，甚至是多核）的时候。当然，这也包括更先进的芯片制程工艺，所带来的更低功耗和更好的性能释放。

然而，有不少网友认为，苹果A系列芯片性能提升一年不如一年，是因为5nm制程工艺的锅。换句话来说，就是以后制程工艺提升至3nm、2nm、1nm等，也不会给手机芯片性能带来大幅度的提升。

事情真的是这样吗？其实不然，以苹果M1芯片为例，它与A14仿生在芯片架构上非常相似，而且它们都采用了台积电5nm制程工艺。

从半导体公司Techlnsights公布的两款芯片分析图可以看出，M1芯片拥有4个性能核心和4个能效核心，CPU总共加起来有8个核心。相较之下，A14仿生少了两个核心，CPU总核心数为6个，包括两个性能核心和4个能效核心。

此外，M1芯片的GPU核心与内存通道数量均为A14仿生的两倍，但NPU核心数两者相同。而且M1芯片还加入了一些A14仿生没有的功能性模块，比如T2安全芯片、DisplayPort输出、Thunderblt接口等，这些额外的功能模块，使得M1芯片的尺寸比A14仿生要大37%。

▲左：M1；右：A14仿生

这些多出的核心数和功能模块，使得M1的性能更强于A14仿生。在GeekBench 5.3基准测试中，M1单核跑分1714，多核6802分。折算下来，M1多核处理性能比A14仿生强70%。

A14仿生整体性能提升与上代没有拉开太大差距，可能是因为苹果考虑到手机功耗和续航，特意对A14仿生性能调教的比较保守。这就好比A12Z，苹果解锁了A12X的一颗GPU核心，就能让GPU性能提升7%。

又或者是A12和A12X，同为台积电7nm工艺，后者要比A12性能高出不少。也就是说，制程工艺只是占据了芯片性能提升的一小部分，想要芯片获得更强的性能，还要看核心数、功能模块等硬件参数。

说实话，苹果A系列芯片性能虽然很强，但是实际表现却不尽如人意。看过历代iPhone拆解视频的朋友应该知道，苹果从来不会对手机内部元件进行散热处理。

哪怕是iPhone 12系列，你也看不到手机有任何的散热措施。根据iFixit发布的iPhone 12拆解报告，我们可以看到，iPhone 12内部延续了苹果一贯整洁排列的作风，但你却看不到与散热相关的材料，所有元件都是“全裸上阵”，这或许就是苹果对自家芯片功耗控制的自信吧。

而安卓这边，以三星Galaxy S20 UItra为例，可以看到，散热铜箔几乎覆盖了整个盖板，主板部分也覆盖了一层石墨烯散热膜，以此来确保手机的性能释放可以达到最佳状态。

我们都知道，随着芯片性能的提升，功耗和发热量也会随之增加。如果芯片过热，会导致CPU降频，从而使得手机画面出现卡顿、掉帧的情况。无论是高通骁龙系列还是苹果A系列芯片，它们都无法完全避免芯片过热的问题。

不过，由于安卓手机内部都有做散热处理，所以芯片性能的释放要优于苹果的iPhone。这也就意味着即便苹果A系列性能再强，在手机内部没有做任何散热措施的条件下，也无法让芯片达到最佳状态。同时，无法满血运行的苹果A系列芯片，带给用户的产品体验可能会有不好的影响，尤其是玩游戏的时候。

虽然A15仿生采用了5nm 工艺，但是苹果依旧可以进一步压榨出芯片的性能，或许是工艺的升级，带给了苹果更多的芯片性能提升空间，也可能是苹果对芯片性能的调教偏保守。

不过，未来苹果A系列芯片性能可能无法像以前那样大幅提升了，毕竟苹果自研芯片技术已经相当成熟。简单点来讲，尽管苹果可以通过提升核心数和更多的功能模块来换取芯片更强的性能，但是这样做会打破手机的平衡性，肯定会牺牲手机的续航能力，除非苹果想到更好的解决方案。