從CPU到GPU 下一步蘋果還會自主定製什麼

蘋果依然會想盡一切可能地實現產品自主定製化，保持在現代移動計算中持續佔據主導地位。這個月，我們看到有兩家公司因為蘋果的決定而遭到重大打擊，第一家是 Imagination Technologies 公司，蘋果基本上已經確定在未來兩年時間內放棄 PowerVR GPU，轉而改用自主設計，導致 Imagination Technologies 股價順跌了七成。

第二家是 Dialog Semiconductor，據說蘋果已經自主設計電源管理集成電路，因此該公司的股價也下跌了超過三分之一。

很顯然，蘋果正在不斷擺脫供應商的零部件產品，更多地實現自給自足。那麼，蘋果下一個自主定製的組件會是什麼呢？

CPU 內核定製的優勢不可否認

不少人認為蘋果的做法很瘋狂，其實很正常，蘋果長期以來一直在做這樣的事情，而且自主搞定的組件都不賴，CPU 就是個最好的例子，從早期的 A4 到今天的 A10 晶元，蘋果無疑不是基於 ARM 授權的指令集定製自主 CPU 核心，而且 A10 目前的 CPU 性能仍不落後於最新發布的 Snapdragon 835。

如此來看，蘋果確實有理由繼續自主定製各種組件，畢竟其優勢是進一步將優勢擴大，更好的為自己的設備服務。可以看到，從最初幾代自主定製的 CPU 開始，蘋果 A 系列晶元就能夠一直保持業內最強的單線程 CPU 性能了，並且遠高於公版 ARM 設計規定的數字，每一代提升都不小。簡單地說，定製 CPU 目前最明顯的兩個優點是：

- 每個單元性能發揮僅需較低的功耗（保證每個時鐘周期更高的性能）。

- 每線程應用提供最大的性能。大多數時間，用戶都只使用單個應用程序，因此無論是用戶界面本身或者通過應用執行的任務，都能轉化為更高的性能。

初期自主定製 A5 晶元對比 A6 晶元，單線程性能帶來的提升巨大，達到 150%，下面是Geekbench 4 的跑分成績圖對比鮮明：

如此巨大的性能跳躍，每一次都能給蘋果帶來當時最大的性能優勢，要知道早期也只有高通能夠不依賴公版的 ARM 內核設計。為此蘋果最大的競爭對手三星，在當時也不得不依靠特殊的方式來與蘋果比拼性能，即多內核、高頻率的手段，結果就是 Galaxy S2 還能在性能上輕而易舉地超過 iPhone 4S 性能，畢竟更高頻率。

事實上，三星到了 Galaxy S3 這一代就不能再繼續耍同樣的手段了，因為標準的 Cortex- A9 公版內核，以及高通定製的 Krait 內核，已經拉高到了 1.3GHz 的頻率，而蘋果的 A6 晶元單核性能至少相比 A5 改進了 50%，但實際整體提升 150%。每一年如此反覆，蘋果的定製內核都能基於領先優勢，並且在不增加電池容量的情況下，功耗水平維持得相當不錯。最終導致三星今天也不得不效仿蘋果，為了性能而對 CPU 內核進行定製。

那自主定製的 GPU 呢

Imagination Technologies 的 PowerVR GPU 並不差，但蘋果為何要定製呢？答案依然是兩個字：優勢！

成本優勢：只能說是部分原因之一。蘋果在 2016 財年給 Imagination Technologies 的專利授權費高達 8100 萬美元，如果平攤到每一部 iPhone 上大概是 0.4 美元，顯然成本不是主要因素。蘋果是 Imagination Technologies 的股東之一，能拿到更低價也很正常。不過自主設計 GPU，每一年所付出的費用可能就不止上面這個數字了，除了自有資源之外，必然還包括提供給第三方的授權費。

性能優化：最主要的原因，而且性能上的優勢可以轉變為功耗優勢，只以較低的頻率就能擠出更高的 GPU 性能，至於更多優勢完全可以參考 CPU。

蘋果已經從 A8 開始基於 Imagination Technologies 的 IP 定製 GPU，在 GPU 上依然沒能發揮巨大的優勢。可能很多人認為 iPhone 屏幕解析度比競爭對手低，性能才得以發揮出來。不過，在 offscreen 原始性能方面，下面的圖表還是能夠看到蘋果領先對手的性能差距：

不過，這樣的性能優勢都沒有實現長期維持，或者能夠保持一兩年時間，最新出爐的 Snapdragon 835 同樣給 A10 帶來了競爭壓力。對此，蘋果也許有兩種可能的選擇：

- 艱難之路。完全自主開發和設計 GPU 內核，不過 Imagination Technologies 公司不認為蘋果有這個能力，主要是關於 IP 知識產權方面，無法在未取得授權的情況下完全自主設計 GPU。

- 簡易之路。最簡單的方法就是繼續定製 GPU，方法類似於 CPU，其中的設計和知識產品來自其他公司。舉個例子來說，ARM Mali GPU 就是理想的選擇，近期 G71 在業內好評不斷，還可以選擇 AMD 或 Nvidia 的 GPU 設計進行定製。其中 Nvidia 是圖形處理行業的領頭羊，之前 Tegra 晶元的 GPU 已經充分證明實力。因此，在除 Imagination Technologies 之外，蘋果仍可考慮基於其他公司的優質 GPU 設計進行定製。

下一步會是什麼呢？

蘋果已經在 CPU 定製領域爐火純青，相同的策略很快將會延續到 GPU 上。那麼，接下來還有可能對哪一些組件採取相似的策略呢？

- 定製桌面級 CPU？

大量專家和分析師認為蘋果既然已經考慮了定製移動 CPU，因為按照目前蘋果針對其 SoC 不斷優化和改進之路，到達一定程度之後，性能應該足以驅動 MacBook 筆記本電腦，包括不斷增強的單核性能，以及堆更多的高性能內核，未來不排除在入門級桌面產品中拋棄英特爾處理器的可能性。

另外，目前蘋果只是針對移動設備優化性能，功耗有嚴格的性質，在更高功率的筆記本電腦或台式機上，更高的功率理論上也能達到必要的性能，取代英特爾晶元不是不可能。不過，在本月初蘋果與幾位記者在總部召開的一次小型圓桌會議上，當天被問及是否考慮 ARM 的 Mac 產品時，蘋果確認仍繼續使用英特爾處理器。

當時蘋果全球市場營銷高級副總裁 Phil Schiller 只說了一個詞：NO。

- 自主數據機

目前蘋果主要使用來自高通或英特爾的獨立數據機解決方案。不過，在晶元內部整合連接性功能是一枚高級晶元的必經之路，有助於減少主板面積，目前高通和華為已經分別在 Snapdragon 和麒麟處理器上展開相關工作了。蘋果的另一競爭對手三星，也已經有好幾年的數據機開發經驗，而且三星官方曾表示，預計 2017 年年底的 Exynos 晶元就能完成對數據機的整合工作。

蘋果目前與高通雖然合作很長時間了，但蘋果對高通的合作並不滿意，前段時間還因高通收的專利費過高將其告上了法庭。現在蘋果有英特爾作第二選擇，但要減少高通的依賴，不是沒有可能考慮自主數據機。4 月 14 日有來自業內人士的爆料稱，蘋果研發數據機的項目有五六年時間了，下半年產品就能出樣，2018 年就準備改用自己研發的 4G 數據機了。

我們不清楚去年蘋果與英特爾合作供應數據機的目的，不過據推測有可能與布局自主數據機有關，CPU、GPU、電源管理單元和數據機這些都是 SoC 一體式晶元的重要組成部分，蘋果可能真不打算不放過。

- 音頻編解碼器

目前，蘋果為 iPhone 7 準備了 4 個的音頻相關 IC 元件，其中 3 個在手機內部主板上，另 1 個則是在 Lightning 轉 3.5mm 耳機介面的轉換器當中。可以推測，主板上的 3 個 IC 中有 2 個可能分別驅動頂部和底部的揚聲器，另一個可能是為 Lightning 介面音頻服務，畢竟 Lightning 介面完全數字化，存在音頻 IC 並不奇怪。

蘋果目前已經去除耳機介面，未來考慮去除用於過渡轉換器是很正常的事情，相關音頻 IC 也將隨之消失。不過，音頻晶元現在大多整合放大器，而音頻編碼解碼功能開始由協處理器提供，所以 iPhone 的音頻晶元會與電源管理單元整合到一起。既然現在蘋果已經考慮自主設計電源管理單元，那麼接下來再做系統級的音頻晶元也不是不可能的事情，。

小結

我們無法預知蘋果未來還會對哪些關鍵組件進行自主定製，不過蘋果目前已越來越重視晶元和內部組件的設計和研發，目的就是保持在性能、功能和成本上形成巨大的競爭優勢，在未來數月或數年時間裡，我們可能會看到蘋果逐步拋棄更多的組件供應商。雖然這對於供應商而言蘋果顯得無情，但是恰恰表明蘋果正試圖在自家產品中擁有更多的核心技術。

蘋果已經將定製晶元作為長期重要戰略優勢之一，所以我們看到了自主 S 系列晶元、T 系列晶元和自主儲存控制器等，因為開發定製晶元所需的巨大資源正好是其他諸多競爭對手所不具備的，哪怕部分晶元如 GPU 的複雜程度遠遠超過蘋果迄今所作出的任何廠商，但蘋果依然會想盡一切可能地實現產品自主定製化，保持在現代移動計算中持續佔據主導地位。

訪問:

蘋果在線商店(中國)

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