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來源:愛范兒

蘋果的產品向來不會著重的強調參數規格,而是把它們轉化為人們容易理解的詞匯。

單說 300ppi,大眾可能并沒有明確的概念,但標榜出視網膜屏(Retina),可能就有了幾分輪廓。

而這種模棱兩可的認知到了芯片上就更容易讓人迷惑,不同于 Intel 復雜迷惑的產品線,蘋果的芯片就簡單很多,每年隨著 iPhone 更新一代,A 字母附帶一個數字,統一的規格,統一的表現,清晰明了。

再加上蘋果 A 芯片一向的躍進式升級,以及讓對手汗顏的功耗比,一年一枚芯片足夠傲視群雄。

iPhone 13 Pro Max 搭載的才是滿血 A15.

只是 A 系列芯片到了第十五個年頭,也就是 A15 上,卻衍生了三個版本,分別由不同的產品所演繹。

iPhone 13、13 mini 的 A15 在 GPU 上縮水了一個核心,為 4 核心。iPad mini 6 的 A15 在 CPU 大核心最高頻率有所縮水,為 2.9GHz。只有 iPhone 13 Pro、13 Pro Max 的 A15 為滿血版本(主頻 3.2GHz,5 核心 GPU)。

蘋果罕見的把 A15 分成了三款配置不同的 SoC,這是根據產品定位的刻意行為,還是另有隱情?

A12 的三款處理器是個特例

早在三年前,蘋果在 A12 上就做出了兩個衍生版本,為 iPad Pro(2018)配備的 A12X,以及為 iPad Pro (2020)配備的 A12Z。

A12X、A12Z 是 A 系芯片越級的存在,現在已被 M 芯片所替代,而 A15 表現已經超越了 A12Z.

A12X、A12Z 與 A12 在 CPU、GPU 核心數上完全的不同,幾乎可以算作全新型號的 SoC。但 A12X 與 A12Z 卻僅差 1 個 GPU 核心,甚至在 TechInsights 的相關分析中表示它們的裸片幾乎相同。

左:A12Z、右:A12X,二者模塊排列一模一樣。圖片來自:TechInsights

A12Z 上的每個功能模塊的位置與 A12X 如出一轍,A12Z 只是把 A12X 未開啟的第八顆 GPU 開啟了。

分析至此,TechInsights 猜測「開核」的行為更像是臺積電在 7nm 工藝上的成熟,有著更高的良率,甚至可以大膽的說 18 個月后,臺積電制造的 A12X「芯片體質」更好。

根據體質挑選芯片,再決定型號

「芯片體質」其實并非是個新鮮詞匯,在傳統的芯片行業,這已不是個秘密。

猶如生化實驗室的現代芯片制造廠。圖片來自:Intel

芯片制造過程需要數百道工序,十分的精密。在不斷地刻蝕、氧化、清洗流程中,一片晶圓上的不同區域有著物理特性的差別,算是一種工藝偏差。

而把這些晶圓再分割成不同的芯片,工藝偏差會導致功耗表現的不同,有的快一點省一點,有的慢一點廢一點,有的加電壓后能夠維持很高的頻率,有的一加電就宕機。

制造 Intel 第九代處理器的 11.8 英寸晶圓

一整塊晶圓的制造成本大概數千美元,同時也會耗時幾個月的時間,為了能夠充分利用這來之不易的芯片,傳統芯片廠商便會根據「體質」來具體劃分為不同的處理器型號。

生產 i9-10900 處理器的同一塊晶圓可能產出的處理器型號。圖片來自:Techspot

拿我們熟悉的 Intel 桌面級處理器舉例,這塊晶圓按計劃是生產 i9-10900,它有 10 核心 CPU 與集成的 GPU,但由于工藝、溫度等等因素,再除去邊緣 5%~25% 的廢料,剩余的部分可能只有 10% 的面積能夠達到 i9-10900K 的芯片設計要求,另外一大部分可以以 i9-10900 型號出廠,也有一些被封閉核心以 i7、i5 出廠。

14nm 工藝巔峰的 Intel 第十代酷睿 i9-10900K.

簡單來說,芯片生產并非像其他電子產品一般,按照具體的型號去制定生產計劃,它更像是開「盲盒」,一整塊晶圓具體能生產多少片 i9、多少片 i7 或 i5 都難以確認。

而同一塊晶圓,相同型號的處理器,具體的「體質」也不相同。這個「體質」具體的實用價值就是超頻,其余性能幾乎相同。

同型號芯片挑體質只為了超頻

CPU 超頻對于普通用戶來說,其實就是一個娛樂項目。在眾多 Intel 處理器中,K 后綴表示并未鎖頻,是 DIY 圈子里超頻的主力型號。

即使市場小眾,依然有提供挑選 CPU 體質的機構,國外工作室 Silicon Lottery 就是這么一家。

驗過身包超的 i9 全部售罄。圖片來自:Silicon Lottery

同樣的 i9-10900K,也被它們挑選為 4 檔,包超 4.9GHz、5.0GHz、5.1GHz 以及 5.2GHz,價格也水漲船高,平均比 Intel 官方售價高出 100 美元,而 Silicon Lottery 也提供單獨的篩選體質服務收費約為 40 美元。

另外,Silicon Lottery 透露,經過篩選的 i9-10900K 均能夠超頻到 4.9GHz,其中 73% 可以達到 5.0GHz,而只有 24% 能夠維持 5.1GHz 以上的水準,也基本能看出「王中王」i9-10900K 大概去了兩成半。

Intel 與微星溝通的可超頻范圍,i5 31% 不及格、i7 有 32%、i9 有 27%. 圖片來自:微星

再橫向對比微星所公布的第十代 i9、i7、i5 處理器體質比例,可以看出 i9 的體質要遠好于 i5、i7。

當然,主動挑選處理器體質,本質上就是為了超頻準備,對于普通用戶的常規使用來說,意義不大。

芯片生產過程中,根據芯片的體質不同去區分型號十分常見。到了芯片面積小很多的移動端,這種情況依然存在。

高玩的超頻

芯片面積小,很難確保芯片僅一個核心出現「體質」問題,更多的可能是切割后的芯片而成為廢料。

另外,由于移動芯片的出貨量遠大于 PC 端,像 Intel 一樣分等級顯然不太現實,廠商會傾向于「按差分配」,也就是向體質差的看齊,統一調成較低的頻率,以保證整批芯片的良率。

只是,隨著移動端處理器的面積、核心數不斷增加,體質不佳的芯片數量增加,再按照此前的調校就有些得不償失,這就好像把 i9 封裝成了 i5 賣出去。

移動芯片廠商也開始追尋 Intel、AMD 傳統芯片廠商分級賣處理器的步伐。比如說高通現在的 Plus 版本,以及麒麟的 9000 和 9000e、900 和 900e,甚至上文的 A12X、A12Z 都是同樣的道理。

蘋果此次把 A15 分出三款不同的 SoC 也更像是芯片行業的一個通用做法。在生產 A15 的過程中,體質最佳的留給 iPhone 13 Pro 系列,GPU 體質不佳的分給 iPhone 13、13 mini,CPU 體質不佳的留給 iPad mini 6。

蘋果芯片分等級或成常態

如同 Intel 把 14nm 工藝打磨的足夠成熟后,超頻的潛力較為一般,尤其是 i7、i5。而蘋果這邊其實也較為類似,今年的 A15 仍然是基于臺積電的 5nm 工藝,CPU 提升有限,但滿血版的 A15 在 GPU 表現卻判若兩人,向前邁進了一大步,不排除是因為核心數的增加。

今后 A16、A17 想要繼續拔高性能表現,更新的制程、更高的頻率、更好的工藝、更大的面積都是改進方向,由此來說后續這種移動端處理器分級(少個 CPU、少個 GPU)的現象應該更為普遍。

不過,桌面級處理器的體質辨別,更多是影響「超頻」,面向的是核心玩家,在 DIY 過程中可以自行(或加錢)選擇更好體質的處理器。

而在移動端這里,你買到的是一整套已經挑選完畢并經過統一調校的產品,即使 Root 后通過三方軟件超頻,最終可能會影響到整個系統的穩定性以及續航水準。

更別說在手機 ARM 架構的處理器中,提升 0.1GHz 是否會得到相同的增益。這里的反例是高通驍龍 888+ 之于高通驍龍 888,具體可以查看《高通驍龍 888 對比高通驍龍 888+》的文章。

M1 芯片可能是蘋果硬件大一統的最后一塊拼圖 .

蘋果的產品線相較以往已經有了足夠的擴展,iPhone、iPad、Mac 三大硬件產品線幾年間在不斷擴充調整。蘋果自研芯片也不僅限于面向移動端的 A 系列,為了對產品有更全面的掌控,開始逐步涉及桌面級芯片,而剛發布的 M1 就展現了足夠的競爭力。

M2、M1X 或許有更多的衍生型號出現以區分不同的產品定位 .

并且,M1 也有著相應的分級,同樣有缺少一個核心 GPU 的版本和標配版本,而在傳聞之中的 M1X 會有更多的 CPU 核心與 GPU 核心。如此來說,這種芯片的分級像極了傳統廠商 Intel。

或許,將來對于蘋果產品來說,不同等級的 SoC 也會成為不同等級產品的一個重要區分,對于日常體驗來說可能區別不大,但對一些高能進階的功能,或許一個 GPU 核心就會是一個門檻。

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標簽:芯片 體質 超頻 三星 核心 處理器 蘋果 型號
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