苹果：A7处理器 + M7协处理器 解析

　　CNET科技资讯网 9月21日 国际报道 正如此前预期，苹果最新推出的iPhone5S手机所搭载的A7处理器仍来自三星公司，拆解公司Chipworks对此予以证实。
　　与Chipworks共同实施iPhone 5S手机拆解的iFixit公司在一份报告中称，“内部照片显示A7处理器由三星制造”。
　　苹果iPhone 5S手机用A7处理器仍由三星制造
　　多年来，三星为苹果设备提供了处理器芯片，而此次iPhone 5S手机所搭载的A7处理器仍然来自三星。
　　此前有报道称，苹果将放弃三星、选用台积电为芯片代工厂商。目前来看这一传闻似乎落空，但或许在今后的A8处理器或之后的产品，苹果将与三星之外的其他厂商合作。
　　此外，A7处理器的协同处理器——M7并非来自三星，而是来自另一家独立公司——恩智浦半导体公司（NXP）。M7处理器负责设备加速度计、陀螺仪、罗盘等运动数据的计算。
　　Chipworks还证实，iPhone 5S手机所使用的800万像素的相机传感器来自于索尼，使用了索尼的Exmor-RS传感器。
　　A7由三星生产 M7协处理器来自恩智浦NXP
　　iFixit对iPhone 5s拆解完成后，芯片分析网站Chipworks对苹果64位A7芯片进行了深度检测，结果发现A7芯片仍然由三星代工生产。最近两年有关于台积电TSMC将为苹果生产A系列处理器的传言一直没有断过，不过早在今年7月有用户发现iOS 7中代码显示三星仍然是A7芯片的主要代工厂。
　　iFixit在拆解过程中并没有在iPhone 5s主板上发现苹果提到的M7运动协处理器，Chipworks发现M7协处理器是来自恩智浦NXP的独立处理器。M7协处理器的型号是NXP LPC18A1，LPC1800系列使用的是基于高性能Cortx-M3控制器。M7专为测量来自加速感应器、陀螺仪和指南针的运动数据。苹果使用的加速感应器和陀螺仪仍然来自STMicroelectronics，而电磁罗盘来自Asahi Kasei Mircodevices，型号为AKM AK8963。
　　【A7处理器规格推测】
　　在介绍A7处理器之前，我们要先介绍一些ARM处理器的授权生产方式，其一是直接取得架构授权，这种授权相对来说较为简单，可以直接生产Cortex-A7/A9/A15等架构的ARM处理器，并自行搭配GPU，代表厂商就是三星以及NVIDIA。
　　而另一种方式则是取得ARM指令集授权之后自行研发ARM处理器架构并生产“非公版”处理器，代表厂商为高通，而苹果从去年开始也加入了这一行列中，首款作品是iPhone 5上搭载的A6处理器，代号为“Swift”，和高通目前的产品一样都是采用了ARMv7指令集。另外高通的GPU架构也是自家研发的，但由于GPU研发门槛较高，所以苹果一直以来都是采用PowerVR提供的GPU核心。
　　苹果：A7处理器   M7协处理器 解析
　　在之前的测试中，苹果A6处理器被认为是目前最好的ARM处理器之一，它是性能和功耗的完美结合，它的效率Cortex-A9架构高出不少，面对高通的Krait 300/400也不落下风，而A7则是A6的完美继任者。
　　关于A7处理器的相关信息，AnandTech的题外话比较多，在这里我们挑出一些有用的部分分享给大家。
　　AnandTech认为A7处理器是采用三星的28nm HKMG工艺制造的，20nm工艺由于目前还不太成熟，所以苹果不敢贸然采用，而且苹果也还没有做好将处理器代工交给台积电的准备，所以这次三星依然是苹果A7处理器的唯一代工厂。
　　A7处理器的具体参数都是苹果在发布会上提到的那些，比如说尺寸为102mm2，晶体管数量超过1亿，相比A6来说增加了一倍。理论上32nm进化到28nm之后能够将核心面积缩小到原来的76.5%，但世界上是没有完美的事情的，因此实际上的面积可能是原来的80%到50%之间，也就说是A6处理器如果采用28nm制造工艺的话，其核心面积会在80mm2左右，A7只不过是将核心面积增加了20mm2，就能够将晶体管数量翻倍，这表明苹果对晶体管区域进行了进一步的优化，当然具体的细节就只有苹果自己知道了。
　　94934f52e53a40c490a02ae3a6fd4b9b.png
　　既然是一颗64位处理器，那么A7所采用的必然是ARMv8指令集，具体架构方面有两种可能，一是直接使用ARM的Cortex-A57，二是苹果继续自家研发架构。AnandTech认为后者的可能更大一些，而且是在A6的swift架构基础上发展出来的。
　　下面就是A7处理器的具体规格了，AnandTech认为A7处理器依然是双核架构，主频和A6一样为1.3GHz，因为多核心目前的优势并不明显，苹果更加注重的是单核心的性能。至于高频则和多核心一样会带来更高的功耗，这对电池容量只有不到1600mAh的iPhone来说是致命的，所以1.3GHz的频率完全够了。
　　2c868f37b9dd4668a9521940db238d13.jpg
　　AnandTech用Geekbench对iPhone 5S进行了测试，并询问了开发商，最后他们可以负责任的说A7确实是一颗双核处理器。
　　【64位处理器强在哪里？】
　　除了A7之外，iPhone 5S中还有一个协处理器M7，前者的代号为Cyclone，而后者则是Oscar。
　　eb5cb48b61844913ab12046deafce2c4.png
　　A7是首款64位ARM处理器，它的推出甚至要比ARM的其它合作伙伴早出半年左右，意义无疑是重大的。相对A6来说，A7处理器的CPU/GPU频率可能并没有任何提升，但性能方面却增加了不少，这主要依靠架构方面的调整来实现。
　　相对A6来说，A7的最大改变就要数L1的指令/数据缓存大小均从32KB增加到了64KB，虽然更大的缓存可能会带来延迟的增加（从2个时钟增加到了3个时钟），但命中率方面会大幅提升，这能够弥补延迟提升所带来的缺陷。这种增加一级缓存的设计在AMD的x86处理器中很常见，但在ARM产品中还是第一次见到，但以后肯定就比较多见了。一个更大L1缓存代表着一个更大、更加强悍的CPU核心。
　　两个CPU核心共享的2级缓存保持1MB不变，但AnandTech推测其延迟只有A6处理器的二分之一。
　　A7的内存控制器也有了极大的改进，相比A6来说延迟能够降低20%，而且分支预测能力和内存预读取能力都大幅提升。
　　下面就用数据来说话吧，测试工具为Geekbench 3.0.0。
　　44be4521da0a41f0b51b591acfd23702.jpg
　　从图表中我们可以看到，iPhone 5S的内存带宽提升少则6%，多则60%，虽然AnandTech不能确定Geekbench的测试结果是否 准确，但A7处理器极大的提升了内存带宽这一点完全是能够确定了。
　　下面再来看看A6相对A6的性能对比，测试工具依然是Geekbench 3.0.0。
　　b3563cac375849efbdfc654cf8736c4a.jpg
　　相对A6来说，A7的整数性能提升了44%，浮点性能则提升了69%，内存带宽则提升了35%，从中可以确定iPhone 5S所采用的内存频率应该也有所提升，当然64bit的存储器接口也是必不可少的。
　　【喜闻乐见的CPU性能测试：完秒骁龙800】
　　下面进入最为精彩的环节——CPU性能测试部分，参测的设备基本上囊括了目前所有主流的ARM处理器。
　　0765e840ff1b4312bb6048a0f27e8d32.png
　　8451c5905f624ee79d0a91968f6dc4d1.png
　　e54d9189551946b79bbecfab4ac677ae.png
　　f66905ba35634b288c87e76f76a62a57.png
　　除了偶尔被刚刚发布的Atom Z3770领先之外，其它测试中A7处理器均处于领先地位，至于目前在Android领域中采用最广泛的骁龙800则完全不是其对手。
　　【历代iPhone性能对比】
　　看完了逆天的CPU性能，我们再来看看历代iPhone之间的性能对比吧，虽然这是一个毫无悬念的测试。
　　4855b4f2ae16461d9588b2cbce963c70.png
　　8c61550f34f44e288c53f4d27556ca38.png
　　8944188babf84fa99154014f83c83d7b.png
　　2d1b8f142e1c4cc29f70a1c88879a21d.png
　　7c17cbbd2bf24c1087bbe816b4913fa7.png
　　9e04a5c955d547b399d3123731545343.png
　　63b1bf2d75fb48d39d5f20f0e59fd4af.jpg
　　毫无疑问，iPhone 5S是最强的，其性能经历了跨越式的发展，就像从iPhone 4S过度到iPhone 5时候那样。
　　【GPU型号确定 还是PowerVR】
　　关于A7处理器的GPU型号一直都是个迷，有传言称苹果放弃了PowerVR，也有传言称这是苹果自主研发的，但最终的事实证明A7采用的依然是PowerVR的产品，但升级为6xx系列。
　　9aca535559f84d94aa84f64981bce89a.png
　　苹果曾明确表示A7处理器的GPU是支持OpenGL ES 3.0的，从这一点上就能够将目前绝大部分GPU排除在外，合格的只剩下高通的Adreno 3xx、PowerVR的6系列以及Mail-T6xx了，而高通的GPU一般只用在自家的产品中，所以有可能的只有后边的两款了。
　　0c94a9c111c74f589b85d8029de9d79b.png
　　真正决定A7处理器GPU型号的是苹果官方文档中对抗锯齿的支持，截图中的最后一行显示MAX_SAMPLES=8，代表这颗GPU支持8×MSAA，这就排除了Mail-T6xx的可能，因为后者只支持4×和16×AA模式。
　　而苹果也在其文档中数次提到了PowerVR SGX这样的字样，这就更加印证了PowerVR GPU的说法。迄今为止，苹果是第一个也是唯一一个将PowerVR 6系列用到产品上的厂商，至于联发科的MT8135则是雷声大雨点小，再过一段时间才能见到。
　　542ebdd1095c43919d00c6a39a944ade.jpg
　　b34a325795c0474aba6420a9d652a423.png
　　在对比了PowerVR 6系列的详细规格之后，AnandTech认为A7采用的GPU举行型号为G6430，这是一款四核心的产品，但频率可能被限制在了200MHz左右，这是苹果的一贯作风：提升GPU核心数量来弥补主频较低的不足。而苹果使用G6340的目的显然不是为iPhone 5S这块分辨率只有1136×640的屏幕准备的，毕竟G6430的理论性能非常强大，它必定为屏幕分辨率更高的产品做好了准备。
　　【GPU性能测试 中规中矩】
　　d4f17217a76d432baf2d0391b9200573.png
　　ddb4f2ae198f4e6ab17099e1534f561f.png
　　2baf78c7bb064ad1b2d9e63fd8587b0f.png
　　b7aeb79d11b8421bb70932e2ac3d6272.png
　　858ecfe034614911bc1ccc8e29a716c7.png
　　e5e26dfb9696418ea0db844e3aa0fc6a.png
　　f37f3639d6354ef6b9b8a584c4266641.png
　　274ebe38ba1c4e3dbde17609f8da4ca4.png
　　e3c0d6ccaf6d4234b4933d495f12370d.png
　　aade0433739f49f28c5ca6056ef68cf7.png
　　2b9c1887f1014052906823ffb3ddf0b6.png
　　c696be2f6bac4a8fa3739c3a7cccadf2.png
　　d04e39e5d96a4fb08f2368fb300fc231.png
　　e77e36b8212e45aea935e669a6b60e5e.png
　　GPU性能测试中，A7的表现相对来说中规中矩，和骁龙800集成的Adreno 330互有胜负，不知道面对Mail-T628和Tegra 4的72核心GPU之后表现如何。
　　【M7协处理器解析】
　　除了A7处理器处理器之外，iPhone 5S中还搭载了一颗M7协处理器，我们可以认为它是一个传感器集线器，接受从加速器、陀螺仪以及指南针等设备输出的信号。M7还能连接iOS 7 CoreMotion API来连续监视运动数据，可以看做是一个完美的健康助手。
　　s_f1ae8272e5fa41ec97703210ec725675.jpg
　　之所以要将M7独立出来，苹果是出于A7整体功耗的考虑，有了M7之后，A7在部分情况下就能够出于长期休眠状态，一些后台的传感器以及运动数据完全可以交给M7来进行处理器，对整机的续航时间会有所帮助。
　　另外无论你在走路，跑步，甚至开车，M7协处理器通通知晓。由于M7协处理器知道你何时身处行驶的车辆中，因此 iPhone 5S不会询问你是否要加入路过的无线网络。如果你的手机许久未动，例如当你睡觉时，M7协处理器会减少网络检测，从而节省电池电量。而且在苹果地图更新后，地图应用可以运用M7协处理器来帮助用户找到自己的车。M7协处理器可以感应到用户合适停止开车并让手机记录车辆位置，当用户再次需要用车的时候，就可以借助M7和苹果地图的协作很容易地找到自己的车了。
　　【总结：谁说苹果不堆硬件？】
　　AnandTech的总结我们就不逐字翻译了，从他们的这篇评测中我们就可以看出是更偏重于硬件方面，对软件以及其它部分的提及非常少。
　　可以说iPhone 5S最引人注目的地方就是那颗64位A7处理器，从性能以及实际使用体验上来看，A7绝对是目前最好的ARM处理器，没有之一，出色的性能基本上能够完秒高通骁龙800，面对Intel的Atom Z3770在部分情况下也不落下风，首款64位ARM处理器的性能确实不容小觑。
　　严格来说，苹果这次是有点丧心病狂了，不仅CPU用上了下一代架构，连GPU也走在了Android厂商的前列，PowerVR 6系列的GPU用在iPhone 5S确实有些屈才了，频率也远低于正常标准，我们期待它在iPad上的表现。