蘋果A15仿生芯片幕后故事：歷經(jīng)四年研發(fā)，多個(gè)團(tuán)隊(duì)跨部門合作

2010 年，蘋果發(fā)布 iPhone4，明確向外界宣布自研處理器A4。

多年后，不少人還記得“再一次 改變世界”那款手機(jī)，但對(duì)行業(yè)影響更深遠(yuǎn)的，是終端廠商自己自研芯片用于自己產(chǎn)品這種方式。它打破了之前芯片廠 — 終端設(shè)備廠商 — 系統(tǒng)廠商之間的關(guān)系，產(chǎn)生了一種新的消費(fèi)電子產(chǎn)品研發(fā)模式。

這種研發(fā)模式和產(chǎn)生的結(jié)果，也是再一次改變世界的開(kāi)始。

十多年后，新浪數(shù)碼與蘋果公司兩位高管的聊天話題是A15 仿生芯片。蘋果公司全球產(chǎn)品營(yíng)銷副總裁 Bob Borchers，與負(fù)責(zé)硬件技術(shù)的副總裁 Tim Millet，圍繞技術(shù)與應(yīng)用，談起來(lái)蘋果公司研發(fā) A15 芯片的幕后故事。

▲ Bob Borchers

▲ Tim Millet

A 系列芯片研發(fā)不只有芯片團(tuán)隊(duì)

“我們的團(tuán)隊(duì)非常幸運(yùn)，因?yàn)椴恍枰ゲ聹y(cè)”—— Tim Millet 的一句話點(diǎn)明了 A15 仿生芯片與其他競(jìng)品研發(fā)過(guò)程的最大不同。

眾所周知，目前在移動(dòng)設(shè)備領(lǐng)域，除了蘋果，在安卓陣營(yíng)幾乎所有芯片都是由高通、MTK 等少數(shù)廠商研發(fā)的，雖然終端廠商也會(huì)參與其中部分過(guò)程（如影像功能優(yōu)化等），但整個(gè)過(guò)程的思路跟 PC 時(shí)代類似：芯片廠商制造芯片，電腦廠商將芯片配上合適的主板/內(nèi)存/硬盤等，再裝上來(lái)自另一家的系統(tǒng)，調(diào)試后交給用戶。這種各自分工明確的方式，打造了“Wintel”聯(lián)盟的輝煌，并培養(yǎng)出一大批 PC 廠商。

在移動(dòng)領(lǐng)域，Android+ 高通 + 眾多安卓手機(jī)廠商復(fù)制了這種模式；但近年，移動(dòng)芯片架構(gòu)逐漸摸到天花板，芯片計(jì)算能力提升有限，電池和散熱等成為更大的瓶頸。

此時(shí)，蘋果軟硬合一的研發(fā)模式優(yōu)勢(shì)顯現(xiàn)，自芯片研發(fā)階段初始，相關(guān)團(tuán)隊(duì)就與手機(jī)硬件，軟件系統(tǒng)團(tuán)隊(duì)，甚至是影像團(tuán)隊(duì)緊密合作，他們給芯片團(tuán)隊(duì)明確的目標(biāo)，之后協(xié)同工作。

可以說(shuō)，近年 A 系列芯片的研發(fā)，從一開(kāi)始就并非只是為了芯片本身，而是為了最終的體驗(yàn)，考慮它的使用場(chǎng)景，甚至為某個(gè)具體功能而優(yōu)化。

這也是上文 Millet 說(shuō)“不用猜測(cè)”的原因，同時(shí)是蘋果公司跟其他芯片廠商最大的區(qū)別。

“我們可以確保把每一個(gè)晶體管的效用發(fā)揮到最大”，Millet 總結(jié)這種特殊的研發(fā)方式說(shuō)道，這句話也是對(duì) A15 芯片的表現(xiàn)的總結(jié)。

四年打造一顆芯片

當(dāng)然，這種研發(fā)過(guò)程需要更多時(shí)間，以及更早的布局過(guò)程。Millet 公布了一些發(fā)布會(huì)上沒(méi)提到的信息：蘋果設(shè)計(jì)與制作這顆芯片用了兩年多，另外與這顆芯片相關(guān)的技術(shù)研發(fā)準(zhǔn)備等工作，也花了約兩年時(shí)間。

也就是說(shuō)，蘋果公司為了呈現(xiàn)今天的 A15 仿生芯片，幾個(gè)團(tuán)隊(duì)從 2017 年就開(kāi)始著手準(zhǔn)備。

Bob 補(bǔ)充說(shuō)，Tim 的芯片團(tuán)隊(duì)不僅服務(wù)于下一代新品，他們甚至在產(chǎn)品發(fā)布會(huì)前一個(gè)禮拜還在討論某些功能。從這個(gè)細(xì)節(jié)也能印證蘋果公司這種研發(fā)方式的靈活度。

安卓旗艦芯片研發(fā)時(shí)間也是兩年多，但手機(jī)終端廠商適配時(shí)間只有約 3-4 月。終端廠商因?yàn)椴皇亲约赫瓶厝?，可能?dǎo)致終端與芯片不完美匹配，或者無(wú)法釋放芯片的全部能力，能耗控制不那么精準(zhǔn)。另外，為了照顧更多樣的安卓終端，芯片也不得不做一些取舍。

此前，很多評(píng)測(cè)媒體對(duì) A15 仿生芯片做了相應(yīng)測(cè)試，相比上代，它的 CPU 計(jì)算核心部份日常負(fù)載下的“能耗比”顯著提升，5 核 GPU 的極限性能則較上代提升了 40%，功耗反倒較上代低。

這路數(shù)跟前幾代 A 系列芯片一致，蘋果一直在通過(guò)芯片 + 系統(tǒng)等多種方式，優(yōu)化芯片的能耗比，也就是用更少的電做更多事。

談體驗(yàn) 而不是談跑分

回到今年裝在 iPhone 13系列上的 A15 仿生芯片，在評(píng)測(cè)這款手機(jī)時(shí)候，我們已經(jīng)看到它的性能跑分依舊兇猛，尤其 GPU 部分。但其實(shí) Bob 在這次談話中更想說(shuō)的是，硬件性能固然重要，但對(duì)蘋果來(lái)說(shuō)，用戶體驗(yàn)才是更重要的事。

也正是因此，我們才能看到 iPhone 13 Pro系列性能更強(qiáng)了，ProMotion 高刷來(lái)了，續(xù)航卻更長(zhǎng)了；iPadOS 15 中的翻譯 App，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)自動(dòng)翻譯對(duì)話，甚至第三方的 App，可以用 AI 分析人類的動(dòng)作，從而教人打網(wǎng)球。

那是 A15 和整合在其中 CPU，GPU，NPU，以及 iOS 15 在一同發(fā)揮作用。在處理這些的同時(shí)，蘋果還要嚴(yán)守自己的隱私原則，盡量讓數(shù)據(jù)在本地處理，而不是發(fā)送到云端去。

最能證明多個(gè)部分合作的體驗(yàn)是 iPhone 13 系列的“電影效果模式”，它讓非專業(yè)拍攝者通過(guò)一臺(tái)非專業(yè)設(shè)備，獲得了以往專業(yè)人士才能做出的變焦操作。

電影效果的背后，是 A15 仿生芯片的強(qiáng)大計(jì)算能力作后盾，它強(qiáng)到足以一邊拍杜比視界 HDR 視頻，一邊用 AI 能力去實(shí)時(shí)理解該對(duì)焦給誰(shuí)，并把焦外做虛化處理。還能把景深信息保留下來(lái)進(jìn)行二次處理。

焦距變化的背后，是 A15 芯片內(nèi) 150 億顆晶體管和手機(jī)影像系統(tǒng)的共同參與，也是蘋果芯片研發(fā)團(tuán)隊(duì)，影像團(tuán)隊(duì)，和系統(tǒng)等多個(gè)團(tuán)隊(duì)合作的結(jié)晶。

對(duì)很多廠商來(lái)說(shuō)，造出芯片已經(jīng)是結(jié)果；但蘋果來(lái)說(shuō)，“電影效果模式”這樣的體驗(yàn)才是最終結(jié)果，A15 和其四年的研發(fā)經(jīng)歷，只是實(shí)現(xiàn)這個(gè)結(jié)果的過(guò)程。

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