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最強(qiáng)手機(jī)芯片，花落誰家

蘋果 iPhone 15的到來引發(fā)了很多對(duì) Android 系統(tǒng)的比較和討論，尤其是芯片組方面。有了新的 A17 Pro 處理器（蘋果已經(jīng)放棄了 Bionic 的綽號(hào)），我們可能會(huì)看到一個(gè)新的性能冠軍，我們很想知道 A17 Pro與當(dāng)今最好的 Android 手機(jī)所搭載的 Snapdragon 8 Gen 2相比如何。

在深入了解規(guī)格之前，值得注意的是，蘋果不再在每款新 iPhone 中配備更強(qiáng)大的芯片組。A17 Pro 是 iPhone 15 Pro 和 Ultra 獨(dú)有的。普通版和 Plus 版使用為 2022 年iPhone 14 Pro 和 Pro Max提供動(dòng)力的 A16 Bionic 。該芯片仍然很強(qiáng)大，只是不太先進(jìn)。那么讓我們深入了解 Apple A17 Pro 與 Snapdragon 8 Gen 2 的對(duì)比。

一、Apple A17 Pro 與 Snapdragon 8 Gen 2 規(guī)格對(duì)比

與往常一樣，Apple 最新的 CPU 是基于其定制的 Arm 架構(gòu)而構(gòu)建的。這意味著您在 Android 領(lǐng)域或其他任何地方都找不到 CPU 內(nèi)核，這使該芯片具有更獨(dú)特的性能配置。與往常一樣，蘋果的 A17 Pro 配備了兩個(gè)強(qiáng)大的核心和四個(gè)節(jié)能核心，但蘋果今年沒有命名它們。

Snapdragon 8 Gen 2 使用授權(quán)的 Arm CPU 組件：?jiǎn)蝹€(gè) Cortex-X3、四個(gè) Cortex-A715 和四個(gè) Cortex-A510。根據(jù)基準(zhǔn)測(cè)試，這種設(shè)置在電源部分看起來更有活力，并且具有更多核心，但蘋果的上一代芯片已經(jīng)擁有微弱的單核和多核分?jǐn)?shù)優(yōu)勢(shì)。

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Apple 不愿透露 A17 Pro CPU 的具體細(xì)節(jié)，但宣稱與上一代 Apple A16 Bionic 相比，性能提升了 10%，而小核心的每瓦性能能效提升高達(dá) 3 倍。基于上一代，這將使 A17 的 CPU 性能顯著超越 Snapdragon 8 Gen 2（當(dāng)我們自己對(duì)芯片進(jìn)行基準(zhǔn)測(cè)試時(shí)，我們將看到究竟能有多遠(yuǎn)），并且顯然將為備受期待的 Snapdragon 8 Gen 3 提供良好的競(jìng)爭(zhēng)。

在 GPU 方面，Apple 做出了一些重大改變。GPU 核心數(shù)量從 5 個(gè)增加到 6 個(gè)，其他架構(gòu)變化使圖形性能整體提升了 20%。不過，去年高通的 Adreno 740 占據(jù)了領(lǐng)先地位，蘋果需要超過 20% 的性能提升才能在這方面超越 Snapdragon。但新款 iPhone 還有另一個(gè)妙招。

據(jù)報(bào)道，繼去年放棄該功能后，A17 Pro首次支持硬件光線追蹤功能。高通的 Snapdragon 8 Gen 2、三星的 Exynos 2200 和聯(lián)發(fā)科天璣 9200 也支持光線追蹤圖形，因此這是蘋果迎頭趕上的一個(gè)例子。據(jù)蘋果公司稱，采用基于硬件的光線追蹤技術(shù)比 A16 Bionic 的軟件方法性能提高了 4 倍。但也許最令人印象深刻的是，新芯片也可以玩一小部分現(xiàn)代游戲機(jī)游戲。

今年和明年的另一個(gè)熱門話題肯定是蘋果對(duì)臺(tái)積電尖端 3 納米制造工藝的使用，這是對(duì)其過去三代所使用的不斷發(fā)展的 5 納米工藝的改進(jìn)。事實(shí)上，據(jù)傳蘋果是今年唯一一家使用臺(tái)積電 3nm 的芯片制造商。

臺(tái)積電指出，與 N5 相比，從 5nm 工藝轉(zhuǎn)向 3nm 工藝可將能源效率提高約 35%，延長(zhǎng)電池壽命，同時(shí)邏輯密度提高 60%。同樣，聯(lián)發(fā)科指出，在該節(jié)點(diǎn)上相同功率下，它可以將性能提升 18%?？雌饋硖O果選擇了一種中間立場(chǎng)，受益于適度的性能提升和電池壽命的延長(zhǎng)。

不過，臺(tái)積電更先進(jìn)的5nm工藝（如N4P）與N3的效率差異很可能只有幾個(gè)百分點(diǎn)。Snapdragon 8 Gen 2 在這方面可能不會(huì)落后太多。然而，據(jù)報(bào)道，蘋果是唯一愿意支付制造成本的公司，預(yù)計(jì)下一代 Snapdragon 8 Gen 3 也將基于下一代 4nm 節(jié)點(diǎn)而不是 3nm 構(gòu)建，這將使蘋果在 2024 年之前擁有密度和效率優(yōu)勢(shì)。

蘋果還彌補(bǔ)了其他一些差距，包括藍(lán)牙 5.3 連接、相同的 Snapdragon X70 5G 調(diào)制解調(diào)器以及與今年 Android 手機(jī)一樣的 AV1 解碼器支持。但 Snapdragon 8 Gen 2 憑借 Wi-Fi 7 支持、8K 視頻錄制功能以及通過 aptX 提供無損音頻的選項(xiàng)保持領(lǐng)先。

二、Apple A17 Pro 與 Snapdragon 8 Gen 2 基準(zhǔn)測(cè)試

我們還沒有內(nèi)置 A17 Pro 的 iPhone 15 Pro 來運(yùn)行針對(duì) Snapdragon 8 Gen 2 的基準(zhǔn)測(cè)試。然而，由于蘋果的性能預(yù)測(cè)，我們可以插入一些最佳情況的估計(jì)。但請(qǐng)對(duì)以下內(nèi)容持保留態(tài)度。

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雖然這些只是估計(jì)，但我們可以在這里得出兩個(gè)關(guān)鍵期望。去年的 A16 Bionic CPU 設(shè)置已經(jīng)處于領(lǐng)先地位，因此我們預(yù)計(jì)蘋果將其 CPU 領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)擴(kuò)大到 Snapdragon 8 Gen 2 之外。盡管蘋果取得了進(jìn)展，但我們預(yù)計(jì) Snapdragon 仍將保持領(lǐng)先地位。也就是說，現(xiàn)實(shí)世界的游戲優(yōu)化和可持續(xù)的性能可能會(huì)使這場(chǎng)比賽比基準(zhǔn)估計(jì)所暗示的更接近。

三、Apple A17 Pro與Snapdragon 8 Gen2：有何期待

憑借顯著的 CPU 和 GPU 提升、跳轉(zhuǎn)到更高效的處理節(jié)點(diǎn)以及多項(xiàng)新功能（例如 AV1 解碼和光線追蹤），A17 Pro 正在成為 iPhone 近年來更有意義的升級(jí)之一。然而，蘋果在芯片組節(jié)奏上領(lǐng)先一代。隨著高通 Snapdragon 8 Gen 3 和谷歌Tensor G3的到來，Android 智能手機(jī)將得到自己的推動(dòng)。

在我們有時(shí)間親自對(duì)芯片進(jìn)行基準(zhǔn)測(cè)試之前，我們無法確切地知道蘋果公司已經(jīng)將極限推向了多遠(yuǎn)。在那之前，足以說明客戶不會(huì)對(duì)旗艦處理器的性能感到失望，無論他們屬于 Android/iOS 的哪一邊。

四、谷歌Tensor G4芯片曝光，不會(huì)進(jìn)行較大升級(jí)？

當(dāng)谷歌在 Pixel 6 上推出首款 Tensor 芯片組時(shí)，其意圖非常明確：獨(dú)立于高通 Snapdragon（或任何其他芯片組供應(yīng)商）進(jìn)行發(fā)展，并打造不可能實(shí)現(xiàn)的體驗(yàn)。當(dāng)我們?nèi)栽诘却齈ixel 8 系列及其隨附的第三代 Tensor G3 處理器時(shí)，谷歌的芯片已經(jīng)提供了一些其他芯片組可能無法實(shí)現(xiàn)的令人印象深刻的功能，特別是在人工智能和圖像處理方面。

然而，到目前為止，Tensor 芯片是與三星合作設(shè)計(jì)的，這在一定程度上削弱了所有這一切。雖然它們采用谷歌制造的部件，但其設(shè)計(jì)的主要方面源自三星的 Exynos 芯片。

不幸的是，對(duì)于即將推出的Tensor G3和未來的 Tensor G4來說，情況仍然如此。感謝 Google 內(nèi)部人士的幫助，讓我們了解到了 Google 2024 年及以后的 Tensor 計(jì)劃。

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據(jù) The Information（付費(fèi)專區(qū)）報(bào)道，谷歌最初計(jì)劃2024 年發(fā)布Pixel系列，該系列采用代號(hào)為“Redondo”（內(nèi)部也稱為“RDO”）的“完全定制”Tensor SoC，基于臺(tái)積電工藝節(jié)點(diǎn)構(gòu)建。然而，由于錯(cuò)過了最后期限，該芯片來不及納入 2024 年的 Pixel 9 系列（因?yàn)樾酒_發(fā)是一個(gè)漫長(zhǎng)的過程，通常在發(fā)布前幾年就開始）。

相反，谷歌決定制造 SoC 是為了測(cè)試目的，因?yàn)樗睦^任者（可能會(huì)出現(xiàn)在 2025 年 Pixel 設(shè)備中）將共享其許多設(shè)計(jì)元素。據(jù)我們了解，谷歌設(shè)計(jì)了一款名為“Challenger Deep”的開發(fā)板來運(yùn)行該芯片。

然而，Pixel 9 的問題仍然存在。隨著 Redondo 的退出，谷歌需要另一個(gè)芯片來成為 Tensor G4。這個(gè)問題的解決方案是一款代號(hào)為“Zuma Pro”的新芯片。請(qǐng)注意，Pixel 8 系列即將推出的 Tensor G3 SoC 被稱為“Zuma”。

Pixel 9 不會(huì)按計(jì)劃配備 Google Redondo 芯片，而是使用 Zuma Pro。

新芯片仍然是半定制的，與三星的系統(tǒng)LSI部門共同設(shè)計(jì)，并且很可能是比最初計(jì)劃更小的升級(jí)。這類似于Tensor G2（代號(hào)“Whitechapel Pro”）是對(duì)原始 Tensor（“Whitechapel”）的適度更新。該芯片目前在開發(fā)板代號(hào)“Ripcurrent 24”（也稱為“Ripcurrent Pro”）下運(yùn)行，而 Tensor G3 僅使用“Ripcurrent”。

谷歌還已經(jīng)在為 2025 Pixels 開發(fā)代號(hào)為“Laguna Beach”（或簡(jiǎn)稱“Laguna”）的下一代全定制 Tensor 芯片。該芯片的開發(fā)板代號(hào)為“Deepspace”。

您可能會(huì)對(duì) SoC 設(shè)計(jì)中的“完全定制”或“半定制”的含義感到困惑。為了回答這個(gè)問題，我們需要回顧一下 Tensor 芯片的歷史，以及這次轉(zhuǎn)變之后它們將如何變化。

五、如何快速設(shè)計(jì)定制 SoC

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與三星共同設(shè)計(jì) SoC

谷歌最初可能是這樣設(shè)計(jì)自己的 SoC 的：幾年前，它希望能夠?qū)F(xiàn)有硬件團(tuán)隊(duì)的出色工作（例如 Pixel Visual Core、Titan 安全芯片和 Edge TPU）集成到單個(gè)智能手機(jī)中芯片將根據(jù)其需求和要求進(jìn)行獨(dú)特定制。

當(dāng)時(shí)，Google 芯片團(tuán)隊(duì)（稱為 gChips）規(guī)模相當(dāng)小，因此從頭開始設(shè)計(jì)完整的 SoC 非常困難（如果不是不可能的話）。相反，谷歌決定找一個(gè)人來處理它沒有能力處理的部分設(shè)計(jì)過程，而其團(tuán)隊(duì)正在開發(fā)更直接影響 Pixel 用戶體驗(yàn)的組件。

據(jù)報(bào)道，三星 LSI 于 2020 年初成立了新的“定制 SoC”部門，為新芯片組客戶提供密切的設(shè)計(jì)支持。該公司希望利用其龐大的 IP 模塊庫（涵蓋 CPU 到 5G 調(diào)制解調(diào)器），并依靠其在眾多產(chǎn)品中的良好記錄。我們不知道谷歌何時(shí)接觸三星（可能是在 2019 年或更早），但 Tensor 的性質(zhì)和時(shí)機(jī)以及三星定制芯片企業(yè)的公眾意識(shí)非常吻合。

最初，谷歌致力于較小的 IP 模塊，需要一位經(jīng)驗(yàn)豐富的芯片設(shè)計(jì)師將其余部分組合在一起。

谷歌將提供其項(xiàng)目要求列表，其中包括其想要包含的定制硬件和特定定制——例如，Tensor 更獨(dú)特的 2+2+4 CPU 核心布局。三星開始履行合同的一部分，使用其龐大庫中的 IP 來構(gòu)建 SoC 的其余部分以滿足特定要求。與此同時(shí)，谷歌開始準(zhǔn)備向三星交付其定制硬件部件（例如 Titan 芯片、Edge TPU、定制 ISP 元件或定制 AV1 解碼器）以進(jìn)行最終集成。此后，三星開始研究該芯片的物理設(shè)計(jì)，并最終在其一家工廠進(jìn)行生產(chǎn)。

此后，三星幫助谷歌完成了芯片工作的第一階段（稱為“啟動(dòng)”），并進(jìn)一步幫助他們解決問題和錯(cuò)誤。該公司還為谷歌提供了芯片中一些設(shè)計(jì)元素的軟件。

得益于這一切，與獨(dú)立構(gòu)建 Tensor 相比，谷歌能夠以更短的時(shí)間和更小的團(tuán)隊(duì)在市場(chǎng)上推出首款定制芯片。

在過去的幾年里，gChips 極大地?cái)U(kuò)展了其團(tuán)隊(duì)和經(jīng)驗(yàn)。它還擴(kuò)展了其 IP 塊庫。例如，Tensor G2 推出了一款名為 GXP 的 DSP。谷歌越來越有能力擺脫三星的掌控。

那么，雷東多和拉古納海灘究竟發(fā)生了什么變化？谷歌現(xiàn)在將負(fù)責(zé)之前由三星完成的設(shè)計(jì)過程的所有部分。

首先必須采購必要的硬件 IP 塊，無論是通過內(nèi)部設(shè)計(jì)還是從第三方獲得許可。有很多公司提供此類服務(wù)，例如 Arm、Cadence、Synopsys 或……三星。谷歌很可能仍會(huì)在其“完全定制”芯片中使用 Exynos 芯片中最初使用的一些 IP，但設(shè)計(jì)的本質(zhì)將更加可定制。

通過擺脫三星，谷歌將對(duì)未來的芯片組擁有更大的控制權(quán)。

谷歌的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)還必須處理芯片的驗(yàn)證和物理設(shè)計(jì)，這是眾所周知的困難的兩個(gè)方面。不僅如此，它將負(fù)責(zé)處理芯片工廠（如臺(tái)積電）以及他們?cè)诖诉^程中可能遇到的其他雜項(xiàng)步驟。許多軟件可能需要從頭開始編寫，谷歌將不再向三星尋求支持。

實(shí)際情況如何？短期內(nèi)我們不太可能看到即將推出的 Tensor 芯片發(fā)生巨大變化。轉(zhuǎn)向完全定制是對(duì)獨(dú)立性的追求，并將允許谷歌定制超出當(dāng)前可用芯片的芯片，但這并不是奇跡——這只是 Tensor 開發(fā)中合乎邏輯的下一步。然而，我們確定的一件事是，這將使他們轉(zhuǎn)向臺(tái)積電的代工廠，該工廠目前提供的制造節(jié)點(diǎn)比三星提供的任何產(chǎn)品都高效得多。

我們很高興看到 Google 為其未來的 Tensor 芯片做好了準(zhǔn)備。雖然 Redondo 的延遲無疑令人失望，但它最終將帶來更好的 Tensor G5，這對(duì)未來的 Pixel 買家來說應(yīng)該是件好事。

文章內(nèi)容由半導(dǎo)體行業(yè)觀察（ID：icbank）編譯自androidauthority

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