多款苹果芯片实测对比！自研芯片能有多强？

电子工程世界 2020-06-30 00:00

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上周的WWDC2020，苹果宣布了其“Apple Silicon”计划，即放弃英特尔芯片，转而使用自己的基于ARM的芯片。

自从搭载苹果第一代自主开发的A4处理器的iPhone4上市，已经过去十多年了。这十年间，苹果的这种基于ARM架构的处理器飞速发展，取得了长久的进步。现在，最新款的A系列处理器不仅集成了GPU图形输出，甚至还可以加速AI功能。

2018年，苹果推出当年的iPad Pro时，自信地宣称其处理器性能已经超过市面上92%的笔记本。所以现在苹果宣布抛弃英特尔其实一点也不意外，毕竟ARM处理器可以挖掘的潜力还十分巨大。

所以，这些芯片的表现将会如何呢？虽然真正搭载Apple Silicon芯片的苹果Mac电脑近期不会与我们见面。但我们仍可以从现有的A系列处理器和英特尔芯片的性能做一个对比，来窥探苹果强大的研发能力，以及背后的苹果生态野心。

苹果A系列处理器

这里我们使用同一个基准测试测试了四个设备，分别是配备A13芯片的iPhone 11、A12Z芯片的2020 12.9英寸iPad Pro、2020版本10代i5处理器的13英寸的MacBook Pro和2019版本Core i5处理器的13英寸MacBook Pro。

虽然四台设备的操作系统不尽相同，RAM的使用方式、分配方式也不同，但在某种程度上已经可以说明一些问题。

首先是Geekbench基准测试，结果见下图，红色表示处理器单核性能，蓝色表示多核性能，得分越高性能越好。可以看出，iPad和iPhone的性能在一些方面已经接近甚至超过了MacBook。A13和A12Z的单核性能都超过了i5，A13 Bionic获得了最高单核分数。

但是，A13 Bionic是专为提高能效而不是运行速度而设计的，因此它的多核得分低于其他芯片。A13 Bionic具有2个2.65GHz高性能内核和4个低功耗内核。而A12Z具有较少的功率约束，所以它具有四个以2.49GHz运行的高性能内核以及四个低功耗内核。因此，更多的高性能内核和更多的CPU内核意味着更高的多内核分数。

对于图形性能的测试，我们使用GFX Bench 5。在这项测试中，iPad Pro在GFX Bench Car Chase中达到了每秒112帧的高分，是2020年MacBook Pro得分的两倍。

但是，英特尔深耕微处理器多年，也有着自己独一无二的优势，比如和其他硬件的适配等方面。所以，在另外的两项测试中，MacBook Pro的表现更好一些，虽然领先并不是很明显。

在基于浏览器的测试JetStream 2上，iPad Pro中的A12Z Bionic再次领先于该组。JetStream 2结合了各种JavaScript和Web组件基准测试，涵盖了各种高级工作负载和编程技术，虽然JetStream实质上是在评估设备的Web浏览器，但是设备中的CPU、内存和其他组件决定了浏览器启动速度，执行代码效率以及稳定性，所以它反应结果更加全面。

结果表明未来装有苹果自己处理器的Mac电脑至少能和最新iPhone性能一样强大，可以超越入门级的Macbook pro。但虽然如此，这种性能上的比较仅存在于理论中，现在的A系列芯片本身是为便携设备设计，未来电脑上的苹果芯片性能可以会更好。另外，未来配备苹果自己芯片的Mac电脑具体表现如何，还更大地依赖于软件的兼容优化。

微软曾经推出过基于高通处理器的Windows笔记本，但是软件兼容性问题使得这种笔记本表现一般。所以，其实更大的问题是在软件上，英特尔处理器基于自己的x86复杂指令集，而ARM是基于一种精简指令集。放弃英特尔处理器意味着苹果需要重写MacOS系统，第三方软件商们也得重写自己的软件，无疑这是一项十分庞大艰巨的任务。

这就是今天许多消费者很自然的认为Mac比iPhone更强大的一部分原因，即使苹果的芯片在某些方面已经与英特尔的芯片水平一致。虽然现在可以在iPad上运行某些功能强大的应用程序，但它们通常不如Windows和macOS同类产品那样功能丰富或成熟，对于像Adobe Photoshop这样的应用程序尤其如此。

苹果自己的ARM系统貌似已经搞定，本周的WWDC苹果已经宣布其现有应用程序都已经有了ARM版本。对于第三方软件商，苹果表示许多开发人员将收到一个特殊修改的Mac mini，称为开发者转换套件（Developer Transition Kit），带有Apple A12Z Bionic处理器和新版本的Xcode，可以帮助软件商重写他们的软件。

所以，苹果转向自研ARM架构处理器，表面上是为了摆脱英特尔束缚，其实更深层次是为了建立起更大的苹果软件生态系统。

苹果软硬件生态帝国

从软件生态层面来看，苹果最大的护城河就是基于iOS的生态系统，苹果对于iOS的期望不仅仅是iPhone和iPad上的娱乐能力，一直以来苹果都希望iOS具备不错的生产力性能，iPhone因为屏幕大小的的限制，生产力性能天生受限。

因此苹果希望能够在iPad上实现生产力的突破，还专门推出了iPad Pro系列，不过最终表现一般。而在今年发布的iPad Pro中，推出了最新的妙控键盘以及iPad OS专属光标功能，这样iPad Pro就可以支持触摸板和鼠标了，但是这样子的iPad Pro和笔记本电脑又有什么区别呢？

谈到生产力性能，就目前的环境而言，键盘和鼠标是必不可少的存在，而Mac电脑长期以来其实就是肩负苹果生产力性能的产品，而苹果也希望将桌面和移动终端进行融合，在过去几年，Mac虽然和IOS之间通过云服务等手段进行了打通，但是二者之间的差异太大，并没有做到真正的融合。

既然iPad Pro都快做成Mac形态了，那么干脆让Mac的系统可以运行iOS应用，不就解决了这个尴尬吗？而这也意味著iPhone，iPad和Mac的统一，而之前最大的阻碍就是Mac和iPhone（ipad）的CPU架构不一样，现在苹果将Mac的CPU换成了ARM处理器，无疑铺平了统一作业系统的道路。

2012年iPhone销量突破亿部大关后，Mac电脑在iPhone，iPad和Mac电脑的占比就下降到10%以下，从2013年开始就大部分时间都在7%以下，2019年的占比也就6.84%，这个占比已经很低了。

通过相关数据对比，可以发现这些年的技术和资金的主要流向是移动设备市场，PC桌面设备这些年已经没有那么重要了，而且Mac早就不具备和Windows系统竞争的能力，虽然Mac采用X86架构，但是Windows系统上的很多软件开发商还是没有推出Mac版本。

而目前iPhone和iPad都是采用苹果自研的ARM处理器，新的Mac处理器也会基于此而来，所以从研发等成本上来说并不会有什么负担。

此外通过对苹果的财报来看，iPhone的营收已经远超Mac电脑了，苹果在硬体方面的大部分收入都来自iPhone相关的领域，而且相关产品都是采用ARM芯片，Mac这种采用X86芯片的设备无疑是一个异类，关键是其芯片还要受制于人，苹果做出改变是迟早的事情。

而苹果目前在做的事情，正是围绕移动设备，推出周边的可穿戴等设备，以及提供各种服务业务，我们可以看到相关业务的营收都已经超过了Mac电脑和iPad业务，所以现在对Mac进行换芯存在的风险其实是很低的，就算最终结果不理想，其影响也在可控范围内。

过去5年，在全球PC出货量中，苹果Mac电脑平均占比8%左右，平均销量不到1900万台，如果未来苹果Mac电脑全部采用自研芯片，英特尔自然会受到直接的影响，根据相关数据，英特尔面向苹果的芯片业务占英特尔年收入的2%到3%，而且相关业务不会立即退出，所以这种直接影响其实没有那么大。

不过如果站在ARM和X86的竞争角度来看，这个事情对于英特尔无疑不是一个好消息，这个事情的发生，其他ARM处理器厂家无疑会受到鼓励，去推出相关的ARM处理器以进入传统的X86市场，譬如目前Windows 10 ARM系统，以及相关厂家推出的ARM服务器处理器。

对于苹果的影响自然是利大于弊，Mac电脑采用ARM架构后，统一的生态将实现，iPhone，iPad和Mac都可以运行同样的程序，他们的区别主要将是外观尺寸和周边支持能力上的差异，这无疑又会加深苹果的生态护城河，当然苹果不会一次性将所有设备转过去，因此在这个期间需要维护两套架构的系统，苹果宣称需要2年时间，不过上一次苹果从PowerPC转成X86可是花了6年的时间，直到Mac OS X 10.7才不支持PowerPC。虽然如此，将来苹果完成整个平台的统一后，新的Mac一定会带给大家一些不一样的东西。

来源：智东西

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