為什麼高通和蘋果A系晶元都是基於arm的晶元,性能差別卻這麼大
拿A10做例子說明:
- 面積換取性能和功耗。面積會增加成本,但是能換取功耗和性能。其他家不是不能這麼干,是成本過高無法收回。沒勇氣!
- A10是6m緩存,而在其他家一般也就2m左右。
- A10是六發射,A73是雙發射。先不管發射寬度逐漸遞減的效果,但是三倍的發射流水線寬了這麼多,怎麼可能沒收益。
- 其他各種包括指令預測、電源、電壓、時鐘控制,整套方案都精心設計過。
- 蘋果A10的CPU頻率並不高,但是Geekbench單核性能卻接近了Intel桌面處理器的性能,跑分比 A73高出一大塊。
ARM提供各種積木塊,而怎麼把積木搭好,以及自行研發積木塊,那是另一門大學問。
簡單打個比,你去買一盒樂高積木,樂高(ARM)給了你一堆積木, 包括
- CPU族, 比如Cortex-Axx,Cortex Mx;
- GPU族,比如Mali-Txxx/Gxx;
- ISP族,比如Vxx系列
- 匯流排族(AMBA),比如APBx/AHB/ACE/CHI, Corelink 系列
- 外圍設備介面,類如各種Controller類
- Debug,security 等等
Debug tool 等等現在ARM產品線已經分地非常細,AI 等IP 也有供應了。ARM官網上很全。
積木塊可以是RTL(代碼實現)級別,門電路(原理圖)級別,客戶拿回去自己研究造積木塊);也可以是物理形態(Physical IP)級別,layout都有了,客戶拿回去可以直接用。
ARM還附送給你了一本手冊教給你每代兩三來種不同的積木模塊(公版設計)。大家如果都參照這個手冊,那麼搭出來的是差不多的東西--十年前還有不少這樣玩家,現在基本都沒有了。
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
好,這時候有幾個NB的玩家(Qualcomm,MTK,展訊為代表)按照自己對於市場的了解,搭了些顯著不同於手冊上面的成品模塊(晶元 IC),其中也使用自己研發的積木塊,以及自行購買自非樂高家的第三方積木塊。他們的目的是賣這些積木模塊給下游N個客戶去搭手機。因為要滿足很多種不同需求,這幾種成品積木模組必須要做很多妥協(泛制化)。
這一段是題外話,為了照顧需求急出貨快,或者能力相對弱一點的客戶,MTK為代表,他靈機一動,更進一步拿自己的模塊(IC),整出來更高級的成品玩具(Turn-key 參考設計)。客戶如果不要求什麼客制化的feature,拿走這個設計基本上可以做產品了,這個思路和打造一顆晶元比較類似。
以高通為例,
- 他可能用標準Cortex-A7x/Mx,也可能用自己研發的核心(比如Kryo,這個不太成功)
- 他不用Arm的Mali,用自己的Adreno,這個很成功;
- 他應該用了AMBA, 做沒做定製化不確認。
- 他用了很多第三方的其它IP block;
- 他要為不同的客戶提供不同的套餐(好多好多種組合,snapdragon 2xx/4xx/6xx/8xx); 組合是數量級複雜的。
- 為了最大化利用ARM生態的便利,介面/外設/調試手段,他都傾向於盡量和行業主流兼容。
這是典型的泛制化做法,選擇太多了,有時候很痛苦(大多數客戶買單嗎?)。
另一些個NB的玩家(APPLE,海思,三星為代表),根據自己的需要,自行搭了個成品模塊。和前一類玩家最大的區別是,他們不需要管其它客戶的需求,只要滿足自己的要求即可。他們也不需要顧及什麼高中低檔位的不同需求,只需要給自己家的旗艦手機供貨,所以約束要少得多。因此他們可以相對不計成本地去追求自己的詩意和遠方(定製化)。
以蘋果為例:
- 他使用自己研發的核心,著名的A系列;架構做了大幅度修改和優化,他不需要一定兼容arm ISA 指令集;
- GPU使用Imagination的PowerVR定製版本,從A11開始拋棄了Imagination,等同於直接搞死。
- 他應該使用了自己定製化的AMBA類BUS;
- 他也用一些第三方的其它IP block; 但是很多都是私有版本或者定製版本;
- 他的客戶就是自家兄弟,所以需求就在家裡面關上門討論解決;
- 他的生態環境全部是封閉的,只有別人follow他的標準;
這是典型的定製化做法,最大的風險在於終端能否大賣。
結論:
以上這完全兩種不同的玩法(泛制化vs定製化),自然出來的東西差別巨大。因此你甚至就不能去比較這兩個成品模塊。粗暴一點來打比方,就像這樣:
- 樂高搭出來的大巴車(要考慮拉很多人,帶著各式行李的人,推著孩子上車的人;有人要車開得穩,有人要車開得快,有人要開得遠);很顯然一種大巴車不能滿足要求,高通整出大巴車,麵包車,小巴車,各種各樣的載客車型。
- 樂高搭出來的私家車(雖然核心需求是類似的,就是平穩/快速/續航,但是因為我只考慮帶一家人,限制少了很多,蘋果設計師就有餘糧做各式各樣的優化,全部堆在著一輛私家車上。
![](https://pic.pimg.tw/zzuyanan/1488615166-1259157397.png)
![](https://pic.pimg.tw/zzuyanan/1482887990-2595557020.jpg)