

上周的WWDC2020,蘋果宣布了其“Apple Silicon”計劃,即放棄英特爾芯片,轉而使用自己的基于ARM的芯片。
自從搭載蘋果第一代自主開發的A4處理器的iPhone4上市,已經過去十多年了。這十年間,蘋果的這種基于ARM架構的處理器飛速發展,取得了長久的進步。現在,最新款的A系列處理器不僅集成了GPU圖形輸出,甚至還可以加速AI功能。
2018年,蘋果推出當年的iPad Pro時,自信地宣稱其處理器性能已經超過市面上92%的筆記本。所以現在蘋果宣布拋棄英特爾其實一點也不意外,畢竟ARM處理器可以挖掘的潛力還十分巨大。
所以,這些芯片的表現將會如何呢?雖然真正搭載Apple Silicon芯片的蘋果Mac電腦近期不會與我們見面。但我們仍可以從現有的A系列處理器和英特爾芯片的性能做一個對比,來窺探蘋果強大的研發能力,以及背后的蘋果生態野心。
蘋果A系列處理器
這里我們使用同一個基準測試測試了四個設備,分別是配備A13芯片的iPhone 11、A12Z芯片的2020 12.9英寸iPad Pro、2020版本10代i5處理器的13英寸的MacBook Pro和2019版本Core i5處理器的13英寸MacBook Pro。
雖然四臺設備的操作系統不盡相同,RAM的使用方式、分配方式也不同,但在某種程度上已經可以說明一些問題。
首先是Geekbench基準測試,結果見下圖,紅色表示處理器單核性能,藍色表示多核性能,得分越高性能越好。可以看出,iPad和iPhone的性能在一些方面已經接近甚至超過了MacBook。A13和A12Z的單核性能都超過了i5,A13 Bionic獲得了最高單核分數。
但是,A13 Bionic是專為提高能效而不是運行速度而設計的,因此它的多核得分低于其他芯片。A13 Bionic具有2個2.65GHz高性能內核和4個低功耗內核。而A12Z具有較少的功率約束,所以它具有四個以2.49GHz運行的高性能內核以及四個低功耗內核。因此,更多的高性能內核和更多的CPU內核意味著更高的多內核分數。

對于圖形性能的測試,我們使用GFX Bench 5。在這項測試中,iPad Pro在GFX Bench Car Chase中達到了每秒112幀的高分,是2020年MacBook Pro得分的兩倍。


但是,英特爾深耕微處理器多年,也有著自己獨一無二的優勢,比如和其他硬件的適配等方面。所以,在另外的兩項測試中,MacBook Pro的表現更好一些,雖然領先并不是很明顯。
在基于瀏覽器的測試JetStream 2上,iPad Pro中的A12Z Bionic再次領先于該組。JetStream 2結合了各種JavaScript和Web組件基準測試,涵蓋了各種高級工作負載和編程技術,雖然JetStream實質上是在評估設備的Web瀏覽器,但是設備中的CPU、內存和其他組件決定了瀏覽器啟動速度,執行代碼效率以及穩定性,所以它反應結果更加全面。

結果表明未來裝有蘋果自己處理器的Mac電腦至少能和最新iPhone性能一樣強大,可以超越入門級的Macbook pro。但雖然如此,這種性能上的比較僅存在于理論中,現在的A系列芯片本身是為便攜設備設計,未來電腦上的蘋果芯片性能可以會更好。另外,未來配備蘋果自己芯片的Mac電腦具體表現如何,還更大地依賴于軟件的兼容優化。
微軟曾經推出過基于高通處理器的Windows筆記本,但是軟件兼容性問題使得這種筆記本表現一般。所以,其實更大的問題是在軟件上,英特爾處理器基于自己的x86復雜指令集,而ARM是基于一種精簡指令集。放棄英特爾處理器意味著蘋果需要重寫MacOS系統,第三方軟件商們也得重寫自己的軟件,無疑這是一項十分龐大艱巨的任務。
這就是今天許多消費者很自然的認為Mac比iPhone更強大的一部分原因,即使蘋果的芯片在某些方面已經與英特爾的芯片水平一致。雖然現在可以在iPad上運行某些功能強大的應用程序,但它們通常不如Windows和macOS同類產品那樣功能豐富或成熟,對于像Adobe Photoshop這樣的應用程序尤其如此。
蘋果自己的ARM系統貌似已經搞定,本周的WWDC蘋果已經宣布其現有應用程序都已經有了ARM版本。對于第三方軟件商,蘋果表示許多開發人員將收到一個特殊修改的Mac mini,稱為開發者轉換套件(Developer Transition Kit),帶有Apple A12Z Bionic處理器和新版本的Xcode,可以幫助軟件商重寫他們的軟件。

所以,蘋果轉向自研ARM架構處理器,表面上是為了擺脫英特爾束縛,其實更深層次是為了建立起更大的蘋果軟件生態系統。
蘋果軟硬件生態帝國
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