大家好,小太来为大家解答以上问题。苹果iPhone6怎么样,iPhone6史上最全面专业评测这个很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!
苹果习惯于在每次发布新iPhone时命名他们最新的SoC(片上系统),这次也不例外。随着iPhone6系列的发布,苹果迎来了他们的第八代SoC,也就是A8。那么苹果iPhone6呢?下面小编就为大家带来史上最全面的专业评测,一篇文章让你看透iPhone6!
A6和A7的SoC快速变化之后——分别推出苹果首款定制CPU设计(Swift)和首款基于ARMv8AArch64(Cyclone架构)的设计之后。这款A8芯片更加结构化,也是苹果SoC设计最直接的体现。这并不是说苹果没有花时间来改善他们的设计、性能和功耗。只是通过观察,我们发现A8并没有发现A6和A7那样的激进变化。
苹果首款20nm的A8
A8的心脏和灵魂依然是CPU和GPU。这两个方面我们后面会详细分析,但是可以说这两个方面都比A7好。今年苹果的GPU还是选择了ImaginationPowerVR,今年从基于G6430的Series6升级到了更新的GX6450设计。与此同时,苹果继续开发自己的CPU,A8也采用了最新的设计,这是一个升级的A7Cyclone架构的核心。
我们暂且抛开GPU和CPU。A8最大的变化是尺寸变小了。根据Chipworks的拆解展示,A8采用了TC全新的20nm制程工艺,这使得iPhone6成为首款搭载20nm制程SoC的智能手机。
使用20nm工艺的过程我们并不感到意外,但还是要研究原因。首先意味着苹果将生产转移到了TC的20nmHKMGPlanar(高介电金属栅平面)生产工艺,使得苹果的SoC首次使用这种生产工艺。此外,还有很多可能的原因——并非每一个原因都是技术上的,但从生产发展的角度来看,TC在过去几代中都是SoC产品的领先代工厂,这使得他们成为第一家可以使用这种工艺量产SoC的公司。
这一举动也值得考虑,因为这意味着苹果首次使用这一工艺进行验证,量产他们的SoC。在此之前,苹果在使用新的生产技术方面一直行动迟缓。直到去年年底他们才开始使用28nm工艺的技术生产A7,距离28nm工艺的技术问世已经一年多了。
最后,用20nm工艺也很有意思,因为前几代工艺都是“半跃进”,从45nm到40nm再到32nm到28nm,而一下子从28nm跳到20nm就被认为是“全跃进”(苹果没用过40nm)。这意味着我们看到的是晶体管密度技术的巨大飞跃,理论上也可以看作是功耗的巨大降低。
事实上,TC的20nm工艺将是一个大杂烩:与28nm工艺相比,它可以提供30%的加速,1.9倍的高密度,或25%的低功耗。特别是功耗和速度会是最直接的体现。任何高频率都会让功耗的提升不再明显,尤其是与三星和TC的SoC相比。
不考虑TC和三星之间的直接微小差异,在理想情况下,苹果专注于51%的面积测量。实际上,密度将取决于I/C的设置管理.对于一个完整的芯片,60-70%的比例因子是一个较好的粗略估计。简单来说,对于苹果来说,它获得了更多的空间来创造新的功能,减少了芯片的整体面积。
与此同时,苹果今年再次披露了芯片面积和晶体管数量。A8大约有20亿个晶体管,而A7的“超过10亿”——89平方毫米,比A7的102平方毫米少了13%。这证明苹果选择了在增加功能/性能和减小尺寸之间分离晶体管的密度,而不是将它们集成在一起。
使用20nm工艺是一个好主意,因为苹果和TC需要处理20nm芯片的产量(20nm的产量没有28nm的高)。当良率不高时,较小的芯片面积可以减少生产过程中的缺陷,以抵消部分良率带来的损失,从而提高整体良率。
与A7相比,A8在内存子系统的设计上没有明显变化。苹果再次将SRAM缓存放在芯片上,为CPU和GPU服务。基于芯片和延迟数的检测,L3SRAM缓存还是和A7缓存一样,停留在4MB。同时我们发现一系列的SDRAM接口使得A8POP依然是基于主存。从iFixit的拆解可以发现,苹果依然使用LPDDR3-1600的1GB内存,和LPDDR3是一个速度级别。IFixit还发现海力士和尔必达的内存出现在手机中,证明苹果再次使用了不同厂商的RAM(内存)。
在内存带宽上,我们发现A8的内存带宽高于A7,但提升并不显著。可以看出,苹果在尝试更好地优化内存带宽。
来自StreamCopy的分数显示,内存带宽提高了9%之多,而其他运行分数显示,内存带宽仅提高了2-3%。
更有趣的是内存延迟,数据显示我们从L1和L2缓存中获得了一些意想不到的改进。在主存SRAM和6MB区域1MB-4MB范围内,A8上的内存延迟持续降低,低于A7。两种情况下,20ns的延迟都比A7快。同一个
这款A8的芯片的面积主要是由CPU,GPU和SRAM组成,其余的空间则被苹果一些整合的设计部件占据。而目前我们很难发现这些区域是整合了什么东西,但我们会在这其中发现音频控制器,U控制器,视频编码/解码器,闪存控制器,相机ISP和各种各样的线。
而所有的这些区域都覆盖着固定功能的硬件,这不仅对于A8的功能十分重要,它对于能耗的控制也是非常关键的。通过分配任务到特定的硬件,苹果会在此花费一点面积,但反之这些区域工作起来会比在软件上更有效率。因为苹果有足够的“动机”来卸掉尽可能多的任务来保持功耗的平衡。
不管怎样,尽管我们无法辨认出A8芯片的每一个区域负责什么的功能,但我们可以知道苹果为这些区域都添加了新的功能。而这其中之一就是对于H.265(视频编码)的整合,这对于使用H.265功能来开启FaceTime等功能非常重要。
一、揭开A8神秘面纱
二、A8CPU:Cyclone之后是什么?
虽然对于苹果的SoC(片上系统)设计来说CPU是非常重要的一环,但公司对其架构的守口如瓶之程度还是非常让人吃惊。尽管苹果早就看到了CPU在其独特设计中的地位,但在这两年里经历的两个架构,无论哪一个的技术细节,它仍然吝于谈及。很不幸,这现象对于一个刚刚开始其生命周期的SoC来说尤其严重,A8也不例外。
总的来说,最能够确定的是A8与A7相比没有太多的不同之处,但这并不是一件坏事。在Cyclone架构的帮助下苹果走得很坚实:IPC设计较宽、较高,延迟低,可以在很低的频率下取得很高的性能。在这种设计思路下,苹果就可以在保证能耗足够低的前提下达到自己的性能标准。这与酷睿的理念很相似,考虑得非常周全。此外,由于Cyclone的设计非常具有前瞻性,采用了提供AArch64执行状态的ARMv8,它的性能已经变得很强大,因此苹果就不需要经常面对彻底革新架构的压力,而ARMv7就不是这样了。
从以上分析所得到的结论是,A8和之前的Cyclone没有本质上的区别。A8肯定不仅仅是高频版的Cyclone而已,但比起Cyclone相对于Swift的革新来,两者的差距就很小了。
可惜的是苹果对于A8的保密程度可以说是空前的高,因此来自官方的信息少之又少,甚至连新的架构名称都不知道,只能将它称为EnhancedCyclone(加强版Cyclone)。当然EnhancedCyclone只是对新架构的一种描述而已,苹果内部为了区分肯定还有新的命名,希望它以后会公布。
不管怎么说,能够确定的是EnhancedCyclone有点不像苹果的风格,芯片在从28nm的A7换到20nm的A8以后,变得比以前小得多。A8CPU部分的面积约为12.2平方毫米,较之A7的17.1平方毫米减小了29%。即使这个数据并不严谨,也足以说明A8在塞入了更多晶体管之后,面积反而更小了。尽管A8的晶体管数量不会比A7多多少,但这足以说明在Cyclone之后苹果的工艺又进步了。
那么问题来了:苹果用这更多的晶体管和节省下来的空间都干什么去了?一部分肯定是用到了存储器接口上,因为L3cache的访问时间在测试中比之前快了20毫微秒。随着发掘的深入,事情变得更加有趣了。
首先,在多次测试中EnhancedCyclone的表现就和Cyclone非常相似。虽说A8的频率有1.4GHz而A7是1.3GHz,在许多底层测试里它们表现得就好像同一颗芯片。从数据来看两者没有本质上的不同,EnhancedCyclone仍旧是一个拥有较宽IPC的六微指令架构,而分支预测错误损失也很像。
可是通过一系列底层测试,我们注意到了两个不同之处:整数乘法和浮点加法。Cyclone的整数乘法单元只有一个,需要四个周期去执行,但EnhancedCyclone只需要三个。但更让人惊讶的是,后者的整数乘法效能翻了一倍多。尽管这个事实不足以揭开其整个的真面目,但这些数据指出EnhancedCyclone的整数乘法单元翻倍了,也就是说现在它有两个。
与此同时浮点加法这块也有了提升,但不如整数乘法的变化大。EnhancedCyclone可能仍是三个浮点ALU单元,但与整数乘法这边一样,指令延迟降低了。苹果同样减少了浮点加法的执行周期,从五个下降到了四个。这些变化证明EnhancedCyclone和它的前辈其实并不相同,特别是在整数乘法单元这部分。这种变化令两者十分相似,但在微妙的地方却又是不同的两个架构。
如果不提底层结构,EnhancedCyclone的其他方面似乎是原封不动。L1cache仍旧保持每个核心64KBI$+64KBD$,这个参数之前在Cyclone架构上对比Swift是翻倍了的。L2cache方面,每个CPU核心应该拥有独立的L2cache。尽管EnhancedCyclone在L2cache带宽方面比Cyclone要好一点,但这还不足以成为独立L2cache存在的确凿证据。当然了,L3cache仍是4MB,就和上文提到的那样,访问延迟有微小进步。
让我们再一次借用英特尔的概念,EnhancedCyclone和Cyclone之间的区别就好像英特尔Tick-Tock策略的后一步,也就是升级工艺,架构仅是略微增强。这一点很容易看出来:A8工艺提升到20nm,同时架构上的改动使得其性能在某些情况下得到加强。另外这颗芯片的主频也提高了100MHz。总体来说没有兴奋点。如果苹果也想借鉴Tick-Tock这个策略,那么这就是具体表现。
在结束了底层测试之后,接下来要通过一些表层测试来对两个架构进行对比。底层测试可以告诉我们单个操作上的进步,而表层测试则可以揭示在实际工作环境下的性能变化。
第一次表层测试首先使用的是SPECint2000,它由标准性能评估公司开发,是其SPECCPU2000测试平台的整数部分。SPECCPU2000开发于本世纪初,对于PC处理器来说它早已被淘汰,但对移动处理器却正好合适。因此,SPECCPU2000评估Cyclone和EnhancedCyclone再好不过了。
SPECint2000包括12个基准测试子项,用于计算出最终的最高分数,尽管在这次测试里单独的每一次结果更吸引人。
如图所示,需要记住的是A8的主频要比A7高7.7%,但SPECint2000的测试结果却显示12个子项的提升均大于这个比例,证明它们在某些方面都得到了额外的加强。在这些子项里MCF、GCC、PerlBmk和GAP提升最大,幅度从20%至55%不等。大略来说,这应该是多个小提升相乘所得到的结果。
MCF是所谓的综合优化基准,提升比例最高,达到55%。鉴于这些全部都是整数方面的测试,MCF很有可能受益于整数乘法单元的增强,因为其性能在乘法吞吐量上的提升接近两倍。这个事实暗示任何与整数乘法性能相关的工作都能得到类似的提升,尽管这样的任务我们在现实中用智能手机很少会用到。
除了SPECint2000外,另一个要使用的测试平台是Geekbench3。与前者不同,后者的测试包括和整数和浮点数两部分内容,因此我们可以双管齐下。
Geekbench的整数部分测试结果总体来说没有SPECint2000那么“激进”,但也出现了一些特别高和特别低的分数。Crypto在其中是得分最低的,而el和Dijkstra则最高,分别有21%和37%。有趣的是Dijkstra,Cyclone由于64位这个因素在Geekbench有些性能损失,而Dijkstra的提升将这个损失弥补了回来。
之前的底层浮点数测试指出A8在浮点数性能上的提升并没有整数性能的大,而表层浮点数测试却显示出不错的结果,说明底层测试并不能代表一切,尤其是像指令窗口这样比较抽象的方面。更重要的是,表层测试证明EnhancedCyclone的性能提升并不仅止于整数运算,而是还包括浮点数这块。
总的来说,尽管在架构上变化不大,但多亏了主频提升、架构优化、内存延迟降低这几方面的加强,EnhancedCyclone也就是A8在性能上相比A7又进步了。明年苹果将面对来自Cortex-A57和其他高性能竞争对手的真正威胁,虽然现在来预测它们将如何争斗还为时过早,但至少我们可以说苹果也将会强势应对。更让人兴奋的是,所以的这些性能提升都是建立在苹果本已十分强大的单线程IPC的基础上的,这意味着即使是那些对多核心支持不好的任务苹果也能处理得得心应手。
三、GPU性能提升详解
苹果在今年的新iPhone发布会中曾向我们介绍A8SoC(System-on-a-Chip,系统级芯片)时,宣称A8GPU性能最高提升近50%。对于如此重大的性能提升,芯片专家ChipWorks自然十分期待。根据掌握的信息和事实,苹果已将芯片的制造工艺转向更密集的20nm制程,同时鉴于A7整合的是四核心PowerVRG6430,而且考虑到新iPhone对屏幕分辨率的要求更高,因此他们初步推测A8可能已经升级到顶级型号的六核心PowerVRGX6650,认为这样的设计似乎更为合理,而且对芯片内核的初步观察也隐约看到了六个簇。
尽管这样的设想看似合情合理,但苹果公司向来对产品的技术参数三缄其口,唯有对新品硬件自行挖掘才能一探究竟。然而,结果证明连ChipWorks这样的顶级专业团队这回也栽了。经过进一步细致研究发现,A8芯片上的GPU组其实只有四个,并非此前推测的六个,这也就排除了拥有6核心GX6650的说法。基于四核心的事实,说明苹果在A8上仍然只采用四核心PowerVRGX6450,那么这将意味着它只是A7PowerVRG6430的简单升级版。GX6450拥有一定的性能优化和功能升级,如支持ASTC纹理压缩技术,这一点在苹果的文档中已有说明。
GX6450作为A7芯片G6430的直接升级版,它采用了基于Imagination公司推出的PowerVRSeries6XT架构。该新型架构是Imagination公司在今年CES展会上首次对外展示的,然而仅在短短8个月之后,我们就已经看到搭载这一全新架构的苹果产品进入市场。
从技术角度上来分析,全新的Series6XT已经成为PowerVR图形处理器架构的新一代产品,它对于前一代Series6图形处理单元是一个直接的进化,而GX6450同样也成为G6430最直接的继任者。苹果仍然在A8中采用四核心GPU,虽然在其20nm制程上,配置面积仅为19.1mm2的GX6450比22.1mm2的G6430更能节省不少空间,但GX6450相比G6430的硬件规格拥有更高的复杂性以及额外的ALU/SRAM。显然Series6XT重点在增加功能以及提高性能,那么它需要通过对架构进行各种调整和优化才能得以实现。相比之下,两年前问世的Series6架构在这一点已经过时。
在Series6XT架构中最接近选取框功能能的就是自适应可扩展纹理压缩(ASTC)技术,这是新一代的纹理压缩技术,它目前正在逐渐被许多厂商采用支持。ASTC的设计是为了提供更好的纹理压缩,它比现有的纹理压缩格式可获得更细粒度的质量,同时还支持所有GPU采用的通用格式。苹果产品一直采用PowerVR图形处理单元,因而其所有产品都支持PVRTC以及更多采用了PVRTC2。但是采用ASTC技术可以令他们的产品的质量改善和提升获得更大的优势,同时也能够让游戏开发和平台移植变得更加容易。
对用户而言不太明显但于苹果来说十分重要的是,Series6XT还包含了新的电源管理功能,能够减少空闲和轻负载功耗。通过更细粒度的功率门控技术,Imagination升级了“PowerGearingG6XT”,GX6450依托于遮光集群(USCs)可以独自断电,它能允许部分重要的关键组件继续负荷工作。随着苹果继续调整产品的设计,这种技术可以帮助设备在闲置时保持较低的功率状态,这将可以提高电池寿命甚至或者增加A8GPU在较高功率状态使用的效率以及延长使用寿命。
本文到此结束,希望对大家有所帮助。
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