蘋(píng)果a8處理器性能如何?iPhone6 A8處理器性能工藝解析

　　發(fā)布會(huì)上蘋(píng)果CEO蒂姆庫(kù)克并沒(méi)有像之前的發(fā)布會(huì)一樣詳細(xì)地介紹iPhone 6以及6 Plus所采用的A8處理器的規(guī)格，只知道它與上一代機(jī)型iPhone 5s的A7處理器一樣是64位，內(nèi)置的協(xié)處理器也升級(jí)至M8。那么蘋(píng)果a8處理器性能怎么樣?下面小編就為大家?guī)��?lái)iPhone6 A8處理器性能工藝解析！

　　很可惜，如果你期待又一次革命，那恐怕要失望了。無(wú)論CPU還是GPU，A8都只是一次穩(wěn)健的進(jìn)步，并不算很激進(jìn)。

　　A8

　　A8內(nèi)核照片與基本布局

　　【新工藝、內(nèi)存】

　　A8最大的亮點(diǎn)其實(shí)是制造工藝，并且創(chuàng)造了多個(gè)第一：

　　它是第一批采用20nm工藝制造的移動(dòng)處理器之一，也是最重要的一個(gè)。

　　這是蘋(píng)果第一次使用最先進(jìn)的半導(dǎo)體工藝(28nm誕生了一年多采用上)。

　　這是蘋(píng)果第一次使用非三星工廠代工，當(dāng)然也是第一次使用臺(tái)積電代工，而且一下子就搶走了絕大部分產(chǎn)能。

　　臺(tái)積電宣稱(chēng)，20nm工藝相比于28nm可使芯片速度提升30%，或者集成度提高90%，或者功耗降低25%，具體如何權(quán)衡就看芯片設(shè)計(jì)了。A8晶體管數(shù)量翻了一番，核心面積小了13%，性能……稍后再說(shuō)。

　　A8的內(nèi)存子系統(tǒng)基本沒(méi)變，只有一些細(xì)微的調(diào)整。SRAM緩存依然存在，繼續(xù)同時(shí)為CPU、GPU服務(wù)(可視為三級(jí)緩存)，容量還是4MB，而內(nèi)存控制器還是支持LPDDR3-1600。

　　經(jīng)過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，A8的內(nèi)存帶寬比A7略有增加，2-9%的樣子，很小，說(shuō)明來(lái)自進(jìn)一步優(yōu)化。

　　更有趣的是內(nèi)存延遲，1-4MB SRAM緩存區(qū)域、6+MB內(nèi)存區(qū)域都降低了大約20ns，但具體如何實(shí)現(xiàn)的仍有待考察。

　　除了CPU、GPU、緩存、內(nèi)存，A8里還有其他大量的固頂功能模塊(或者最多時(shí)彈性很有限的DSP)，包括音頻控制器、USB控制器、視頻編解碼器、閃存控制器、攝像頭ISP等等。具體在芯片的哪個(gè)位置、特性如何還不清楚，但至少知道，A8支持H.265格式視頻編碼，不過(guò)目前只會(huì)用于FaceTime視頻通話(huà)。

A8、A7對(duì)比

　　蘋(píng)果自主處理器歷史

　　【CPU架構(gòu)：沒(méi)有革命 仍然驚喜】

　　兩年多過(guò)去了，我們對(duì)A6、A7 CPU架構(gòu)仍然知之甚少，蘋(píng)果始終不肯公布任何技術(shù)細(xì)節(jié)。A8仍是如此，這一次甚至連架構(gòu)代號(hào)都還不知道(以前兩代分別是Swift、Cyclone)。

　　就目前所知，A8 CPU架構(gòu)設(shè)計(jì)并沒(méi)有像A6、A7上那樣有著革命性的地方，也就是個(gè)增強(qiáng)版的Cyclone，但也并不算是壞事。A7架構(gòu)已經(jīng)十分優(yōu)秀：較寬、較高的IPC設(shè)計(jì)，延遲很低，可以在很低的頻率下取得很高的性能。(Intel酷睿的理念也與此類(lèi)似)

　　A7的頻率只有1.3GHz，A8也不過(guò)區(qū)區(qū)1.4GHz，但正因?yàn)槿绱耍�蘋(píng)果無(wú)需在頻率上投入太多，就能獲得理想的性能，同時(shí)保證功耗足夠低，這對(duì)移動(dòng)設(shè)備來(lái)說(shuō)顯然是再理想不過(guò)的。

　　換句話(huà)說(shuō)，蘋(píng)果在去年就完成了其他芯片廠商明年才有可能做到的。

　　盡管不用再費(fèi)力挖掘架構(gòu)細(xì)節(jié)，但我們?nèi)匀幌胫�道，A8究竟改變了什么。

　　根據(jù)估量，A8 CPU部分面積約12.2平方毫米，相比于A7 17.1平方毫米縮小了29%，也就是說(shuō)在塞入了更多晶體管后，蘋(píng)果憑借更新的工藝，反而減小了CPU所占面積。

　　從測(cè)試數(shù)據(jù)看，A8、A7 CPU的確是如出一轍，很多底層測(cè)試中都表現(xiàn)得就像同一顆芯片，只是浮點(diǎn)加法和整數(shù)乘法延遲更短了一些，緩沖和分支預(yù)測(cè)也可能略有不同。

　　A7只有1個(gè)整數(shù)乘法單元，需要4個(gè)周期執(zhí)行，A8則只需3個(gè)周期，更神奇的是整數(shù)乘法性能翻了一番還多，這意味著現(xiàn)在有2個(gè)整數(shù)乘法單元了。

　　浮點(diǎn)加法也有很大提升，不過(guò)幅度沒(méi)這么高，執(zhí)行周期從5個(gè)縮短到4個(gè)，貌似仍是3個(gè)浮點(diǎn)ALU單元。

　　總體而言，A8、A7的變化有點(diǎn)像是Intel Tick-Tock的后一步，即升級(jí)工藝，架構(gòu)上只是微調(diào)增強(qiáng)。

　　接下來(lái)看一些更接近表層的測(cè)試。這里使用多年前用于PC系統(tǒng)的SPEC CPU2000，如今移動(dòng)處理器的檔次拿來(lái)跑它正合適。

　　A8的頻率高了100MHz，也就是大約7.7%，排除這一因素后，A8的性能仍然明顯高于A7，12個(gè)子項(xiàng)全部有提升，尤其是MCF、GCC、PerlMmk、GAP的幅度都很高，最高達(dá)55%。

　　再來(lái)看Geekbench 3，包括整數(shù)、浮點(diǎn)兩部分。

　　仍然普遍有提升，幅度也不錯(cuò)，最高達(dá)到了37%，但是加解密差點(diǎn)，排除頻率因素后偶爾甚至還有所倒退。

　　浮點(diǎn)部分更好些，各項(xiàng)提升相對(duì)比較均勻。

　　總體而言，A8 CPU沒(méi)有再次革命，但憑借架構(gòu)優(yōu)化、內(nèi)存延遲改進(jìn)、頻率提升，仍然有了不小的進(jìn)步，完成了“A7升級(jí)版”的基本任務(wù)。

　　明年，大批的64位ARM處理器將陸續(xù)登場(chǎng)，既有公版的A57，也會(huì)有非公版的自主設(shè)計(jì)，蘋(píng)果將面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，但相信A8仍然能有自己的立足之地。

　　雖然四核、六核、八核將大行其道，蘋(píng)果依然只是個(gè)雙核，但是已經(jīng)可以看出，蘋(píng)果的單線(xiàn)程IPC一直十分優(yōu)秀，而現(xiàn)在很多工作任務(wù)仍然無(wú)法很好地支持多核，A8根本不用怕。

　　當(dāng)然了，下一代A9能再次帶來(lái)什么驚喜更值得期待。

　　【GPU架構(gòu)：六核？沒(méi)必要】

　　庫(kù)克宣稱(chēng)A8 GPU性能提升最多50%，這很自然讓我們以為是從四核變成了六核，會(huì)用上Imagination最頂級(jí)的PowerVR GX6650。

　　但是經(jīng)過(guò)對(duì)芯片的觀察，卻只發(fā)現(xiàn)了四個(gè)GPU核心，排除了六核的可能性。

　　再結(jié)合其他信息，尤其是蘋(píng)果的Metal編程指導(dǎo)，最終確認(rèn)A8采用的是四核PowerVR GX6450，也就是A7 G6430的升級(jí)版，基于最新的PowerVR Series6XT架構(gòu)，年初的CES大會(huì)上才宣布。

　　Series6XT是此前2012年誕生的Series6架構(gòu)的增強(qiáng)版(G6430就屬于后者)，重點(diǎn)是通過(guò)架構(gòu)上的各種調(diào)整和優(yōu)化，提升性能、增加功能，比如支持下一代紋理壓縮技術(shù)ASTC(自適應(yīng)可擴(kuò)展紋理壓縮)。

　　該技術(shù)來(lái)自出品了OpenGL、OpenGL ES等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的行業(yè)組織Khronos，可提供更好的紋理壓縮性能、更精細(xì)的質(zhì)量控制，同時(shí)也是所有GPU都可以支持的通用格式。

　　蘋(píng)果一直都在用PowerVR GPU，一直支持PVRTC、PVRTC2，ATSC則可以進(jìn)一步提升游戲畫(huà)質(zhì)和性能。

　　Series6XT架構(gòu)還有新的電源管理技術(shù)，能降低待機(jī)、輕負(fù)載時(shí)的功耗，比如說(shuō)“PowerGearing G6XT”門(mén)控技術(shù)可以單獨(dú)開(kāi)關(guān)每個(gè)GPU核心(著色器簇/USC)，自然能夠延長(zhǎng)手機(jī)的待機(jī)時(shí)間。

　　Series6XT通過(guò)一系列底層優(yōu)化，提升了總體性能，官方宣稱(chēng)最多可達(dá)50%，正好也是蘋(píng)果宣傳的數(shù)據(jù)，但具體怎么做的，Imagination并未公開(kāi)。

　　我們只知道，新架構(gòu)對(duì)核心(著色器簇)本身做了改進(jìn)，仍然是16寬度的SIMD結(jié)構(gòu)，但每條流水線(xiàn)都增加了一組中等/半精度FP16 ALU，也就是從2×3變成了2×4，理論上性能可提升33%。

　　FP16操作比FP32節(jié)省帶寬和功耗，但是需要精心編程才能高效利用，否則性能提升會(huì)很有限。

　　FP32部分仍然是每條流水線(xiàn)兩個(gè)ALU，每時(shí)鐘周期最多四個(gè)FP32浮點(diǎn)操作，或者說(shuō)128個(gè)MAD(乘加運(yùn)算)。

　　前端和后端的幾何處理、紋理填充同樣有所改進(jìn)，但還是細(xì)節(jié)不詳。

　　最后是GPU計(jì)算性能。iOS仍然沒(méi)有提供這方面的良好支持，OpenCL也沒(méi)有相應(yīng)的版本。iOS 8增加了Metal API，可以同時(shí)用于圖形、計(jì)算，但效果如何還有待觀察。

　　GPU頻率完全不知道，也不太容易測(cè)試。

　　總體而言，GX6450可以在部分優(yōu)化、支持到位的項(xiàng)目中獲得50%的性能提升，有的則可能只會(huì)看到15-20%，一般來(lái)說(shuō)也就是30-35%的樣子吧。

　　為什么還是四核？

　　其實(shí)，Imagination已經(jīng)有了更強(qiáng)大的六核心型號(hào)G6630、GX6650，完全可以更好地滿(mǎn)足更大屏幕的iPhone6、iPhone6 Plus，而且有了新工藝的支持，晶體管、核心面積都可以更好地控制，為什么還是堅(jiān)持四核心呢？

　　這再次體現(xiàn)了蘋(píng)果的設(shè)計(jì)原則：絕不盲目追新，夠用就好。

　　A8 CPU上只是一次進(jìn)化，GPU也不必急著革命，尤其是G6430本來(lái)就已經(jīng)很強(qiáng)大了，iPad Air 2048×1536的屏幕都不在話(huà)下，iPhone6 Plus 1080p又算什么，GX6450本身的改進(jìn)加上頻率提升(如果有的話(huà))確實(shí)正好。

　　A7 GPU部分的面積是22.1平方毫米，A8縮小到了19.1平方毫米。看起來(lái)很理想，但別忘了20nm理論上可以讓它縮小11.1平方毫米的。這說(shuō)明A8 GPU還是增強(qiáng)了很多的，尤其是那兩塊清晰可見(jiàn)的共享紋理單元，將對(duì)紋理性能產(chǎn)生至關(guān)重要的影響。

　　說(shuō)到最后，對(duì)明年的A9更期待了：16nm工藝、CPU新架構(gòu)、六核心GPU……

　　以上就是iPhone6 A8處理器性能工藝解析，謝謝大家閱讀！