本文為大家介紹蘋果arm架構(gòu)和x86架構(gòu)(蘋果也是arm授權(quán)的嗎)，下面和小編一起看看詳細(xì)內(nèi)容吧。
蘋果的a系和其它arm架構(gòu)處理器，有什么相同和不同之處
arm內(nèi)核是公開可用的內(nèi)核，而apple的a系列是apple自己的專用內(nèi)核。差異明顯體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：
1、從終端手機(jī)上的體驗(yàn)來看，蘋果a系列速度更快，功耗更低，反饋更靈敏。
2、蘋果a系列，砍掉了很多不必要的接口，加強(qiáng)了一些必要的接口，比如sd卡接口。
3、拿內(nèi)存控制器做對(duì)比?，F(xiàn)在市面上流行的arm內(nèi)核都是emmc5.1，速度最快160mb/s，最新的ufs2.0，速度400mb/s，是emmc的2.5倍：
4、蘋果a系列早在愛瘋6就開始使用類似ufs2.0的nvme接口，速度可以比當(dāng)時(shí)任何一款arm內(nèi)核旗艦機(jī)快2.5倍
一樣的地方：
1、低功耗、低主頻、多核協(xié)同；
2、傳感器較多，特別是低速外接傳感器接口；
3、占用晶圓小，成本低
為什么高通和蘋果a系芯片都是基于arm的芯片，性能差別卻這么大？
用過高通芯片和蘋果a系列芯片的人都會(huì)有一個(gè)直觀的感受，他們的性能差距還是挺大的。但是真正了解這兩款芯片的朋友就會(huì)知道，它們也是基于arm芯片開發(fā)的。那么有朋友會(huì)問了，為什么它們之間的性能差距這么大呢？讓我們好好討論一下這個(gè)話題。
arm其實(shí)在2012年就宣布了64位處理器核心cortex-a57，兩年后高通才發(fā)布第一批64位處理器驍龍810和驍龍808，大家對(duì)于這些處理器的性能有直觀的感受兩顆芯片，用起來還是挺流暢的。而我有一部驍龍810處理器的手機(jī)，已經(jīng)用了4年了。由于電池真的沒電了，而且性能損耗很大，新買的電池用不了多久。電，所以他們被迫下線。
但蘋果早在2013年就推出了iphone 5s，這也是第一批基于64位arm內(nèi)核開發(fā)的蘋果a7處理器。從此大家就可以直觀的感受到iphone5s是手機(jī)中非常厲害的存在。即使它的價(jià)格很高，仍然會(huì)有很多人想要購(gòu)買這款手機(jī)。無論是流暢度，還是各方面的表現(xiàn)，都相當(dāng)優(yōu)秀。
由于第一代差距如此之大，而蘋果在2014年發(fā)布了第二代64位處理器a8，這直接讓驍龍?zhí)幚砥鞅惶O果遠(yuǎn)遠(yuǎn)甩在了后面。性能不如蘋果。高通就算追上去，也無法超越蘋果，因?yàn)楦咄ㄔ谶M(jìn)步的同時(shí)，蘋果也在進(jìn)步。目前的蘋果芯片可以說是手機(jī)芯片中的佼佼者。
都是arm處理器，為何其他芯片商不能離開arm，蘋果卻不怕斷供？
說到arm指令集，毫無疑問，指令集占據(jù)了整個(gè)移動(dòng)市場(chǎng)份額，現(xiàn)在甚至虎視眈眈x86市場(chǎng)，包括計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，甚至服務(wù)器領(lǐng)域。 arm的優(yōu)點(diǎn)是低功耗性能，而且成本很低。低，x86做不到。
目前蘋果已經(jīng)開始將intel x86處理器換成arm芯片，但與其他arm芯片不同的是，蘋果a系列處理器也是arm芯片，只是與arm關(guān)系不大，自研程度較高。安卓手機(jī)芯片廠商需要向arm購(gòu)買核心架構(gòu)授權(quán)，所以蘋果不怕arm斷供。
主要的android芯片廠商高通、華為、聯(lián)發(fā)科都采用arm公版架構(gòu)。就連一直使用自研mongoose內(nèi)核的三星也決定放棄自研轉(zhuǎn)而采用公版架構(gòu)。其實(shí)高通之前也有自研核心，但最后發(fā)現(xiàn)還是公版最香。其實(shí)現(xiàn)在安卓芯片的cpu部分差別不大，主要是gpu和基帶。
為什么蘋果不需要買arm的架構(gòu)核心，而其他芯片廠商每年都要從arm那里買最新版的架構(gòu)，比如現(xiàn)在用的a77，那么明年就是a78了。首先，肯定不是因?yàn)樽匝袑?shí)力不足。比如三星自研，跑分很高，但是跑分從來沒有輸過，體驗(yàn)也從來沒有贏過。
事實(shí)上，它從根本上是一個(gè)生態(tài)問題。生態(tài)可以看作是一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。華為、高通、聯(lián)發(fā)科、三星等芯片廠商均采用安卓系統(tǒng)。安卓系統(tǒng)雖然是開放的，但是受到谷歌的限制。為了生態(tài)的統(tǒng)一性，為了減少開發(fā)者或者各種工程師的工作量，需要遵循android系統(tǒng)的規(guī)則。
如果都搞自研核心芯片，那么谷歌android就需要做大量的適配工作，針對(duì)不同的芯片進(jìn)行各種優(yōu)化，不僅是android系統(tǒng)，app應(yīng)用開發(fā)者也必須進(jìn)行各種工作.類適配工作，否則可能會(huì)出現(xiàn)bug 或應(yīng)用程序兼容性問題。
這樣一來android的碎片化問題會(huì)更加嚴(yán)重，系統(tǒng)會(huì)越來越臃腫，顯然不利于后續(xù)的開發(fā)，所以android系統(tǒng)直接找arm合作，最新版本的android系統(tǒng)適配了最新版本的arm架構(gòu)。適配android的工作大大減少，只需要適配arm的官方架構(gòu)，其他芯片廠商只需要使用arm的公共架構(gòu)即可，既保證了android的多樣化特性，又節(jié)省了很多的不必要的麻煩。
所以蘋果是非常容易理解的。蘋果自始至終整合了軟件和硬件，擁有更多的自主權(quán)。而且蘋果的a系列處理器每年只有一個(gè)型號(hào)，手機(jī)型號(hào)數(shù)量也很少。在我自己的圈子里，我想要什么？如何優(yōu)化，
而安卓芯片商必須看谷歌的態(tài)度，因此蘋果的arm處理器才可以不用受限于arm，自成一派，包括mac os從x86遷移到arm也會(huì)非常容易。
目前華為雖然購(gòu)買了arm v8指令集的永久授權(quán)，但是只要華為還在用安卓系統(tǒng)那么就必須要用arm的最新的公版架構(gòu)，否則就會(huì)出現(xiàn)很多各種各樣的問題，理論上安卓是很開放的，但想要最好的體驗(yàn)，那么arm公版架構(gòu)是最好選擇，想要不依賴于arm的公版架構(gòu)很簡(jiǎn)單，有了自己的操作系統(tǒng)就可以了。
有了自己的操作系統(tǒng)，并且形成完美的生態(tài)，這樣一來也就可以反哺硬件，那么此時(shí)甚至可以不用依賴于arm指令集都可以，甚至可以給別的指令集進(jìn)行優(yōu)化適配工作，而華為的鴻蒙其實(shí)就是這樣的布局，當(dāng)然肯定也有其他公司也在布局，不過對(duì)于國(guó)內(nèi)來說，如果想建立這樣的生態(tài)，操作系統(tǒng)只要一個(gè)就可以了，指令集也選定一個(gè)進(jìn)行發(fā)展就可以了。
同樣國(guó)內(nèi)如果形成這樣的生態(tài)也是非常有利的，畢竟我們國(guó)家有著13億的人口，打造出一個(gè)軟件生態(tài)，同時(shí)再指定一個(gè)硬件指令集，形成類似于windows和x86這樣的軟硬件結(jié)盟，那么很多問題都可以迎刃而解，而這個(gè)過程的首要就是打造出有生態(tài)優(yōu)勢(shì)的操作系統(tǒng)，而未來的物聯(lián)網(wǎng)就是一個(gè)難得的機(jī)會(huì)。
【圖片內(nèi)容來源于網(wǎng)絡(luò)！】
為什么蘋果處理器實(shí)際性能表現(xiàn)沒有跑分那樣強(qiáng)大？
因?yàn)樘O果主要是系統(tǒng)是封閉式，而且系統(tǒng)優(yōu)化的好，相對(duì)比較單一，軟件開發(fā)也是一對(duì)一蘋果的軟件方面也是相對(duì)來說比較嚴(yán)格的追求質(zhì)量的，所以并不看處理器怎么樣，因?yàn)樘O果生態(tài)已經(jīng)完美了，是系統(tǒng)整套好。
reddit（一個(gè)論壇） 上有人找出了spec int 2006 （業(yè)內(nèi)比較權(quán)威的測(cè)試平臺(tái)，超算評(píng)分也會(huì)用到）上a12 和 intel 家 xeon8176，i7-6700k和amd家epyc 7601做了單核心的對(duì)比，這是整理的結(jié)果（第一行是頻率，第二行是功率，第三行是線程數(shù)量，接下來是各項(xiàng)跑分，越高越好）：
a12相對(duì)于桌面級(jí)別和服務(wù)器級(jí)別的芯片，而且每單位功耗下的性能已經(jīng)超出了至少50%。當(dāng)然這么比較是不公平的，因?yàn)閤eon和epyc有十幾個(gè)，幾十個(gè)核心，為了多核心性能犧牲了部分單核心。
如果把a(bǔ)pple a系列和高通，三星獵戶座進(jìn)行比較（不放其他移動(dòng)平臺(tái)芯片，逃）。
anandtech整理了spec int 2006 上的數(shù)據(jù)，在測(cè)試的時(shí)候通訊功能是關(guān)閉的。左邊是功耗，越低越好，右邊是性能，越高越好：
還有一個(gè)最近很火的machine learning 的性能，我只找到了魯大師的跑分，因?yàn)槭菃雾?xiàng)的跑分，而且是每秒能夠跑多少次同樣的算法，inception v3 是google推出的算法，我覺得可以參考一下，得分越高越好（最近評(píng)分好像變化很厲害了，逃）：
很多人說ios系統(tǒng)也很重要，這是speedometer的os評(píng)分，這是工業(yè)界評(píng)價(jià)java在最常用js下的性能，越高越好：
gpu的評(píng)分上，這是gfxbench的其中一個(gè)單項(xiàng)，測(cè)試的是1920*1080下的常用性能，上面那個(gè)是峰值性能，下面是能夠維持的性能：
屏幕上性能測(cè)試我看不懂，之貼一個(gè)功耗，越低越好，這個(gè)iphone翻車嚴(yán)重，屏幕耗電比其他手機(jī)高了不少：
---------------------------------------原因分析-------------------------------
其中一個(gè)原因是緩存的大小，a12的每個(gè)性能核心有128kb的l1，8mb的l2，還有8mb的共用緩存。與之對(duì)應(yīng)的，intel xeon 是 64kb l1， 1mb l2, 1.375mb 共用；6700k是 256 kb l1， 1mb l2, 2mb 共用；amd epyc 7601是 96kb l1， 512kb l2, 2mb 共用；arm a76 是512kb l1， 2mb l2。apple的a系列幾乎做了幾倍的緩存。
還有一個(gè)原因是在架構(gòu)上的優(yōu)勢(shì)，這是anandthch整理出來的公版arm架構(gòu)和三星，apple的魔改版本架構(gòu)的吞吐量和延遲，exec越大越好，lat越小越好?？梢钥闯鯽系列達(dá)到了更高的ipc（每一個(gè)周期內(nèi)能完成的指令數(shù)量）。
其實(shí)相對(duì)來說，現(xiàn)在國(guó)產(chǎn)的其他品牌的手機(jī)不比蘋果差，但是蘋果的唯一性就是他的系統(tǒng)，三星對(duì)應(yīng)的就是像素，每個(gè)品牌都有對(duì)應(yīng)自己的品牌特色。而為什么蘋果處理器覺得沒有跑分那么牛，是因?yàn)槠渌臋C(jī)器都在進(jìn)步，在趕超或者接近蘋果的處理器，而蘋果的進(jìn)步?jīng)]有那么明顯。
蘋果為啥這么牛？arm處理器又有哪些
目前cortex-a系列處理器最低端的是a5，之后分別是a7、a9、a12/17、a15，還有個(gè)比較奇葩的a8，但很早被淘汰了，這些都是32位armv7-a指令集的，64位時(shí)代則是a53、a57、a72及最新發(fā)布的a35，基于armv8-a指令集。
在a7/a15時(shí)代，arm推出了big.little架構(gòu)，希望用這種這種大小搭配的組合解決處理器耗電與性能之間的矛盾，小核心主要有a7、a53及最新推出的a35這三種，他們典型的特點(diǎn)是順序執(zhí)行架構(gòu)、低流水線、低頻率設(shè)計(jì)，大核心則是a15、a17、a57及a72這幾種，這種處理器都是亂序執(zhí)行架構(gòu)，3發(fā)射解碼，高達(dá)15級(jí)流水線設(shè)計(jì)，運(yùn)行頻率在2ghz以上，主要面向高性能處理。
big.little的理念是非常好的，但大小核之間的切換很考驗(yàn)廠商的設(shè)計(jì)能力，更嚴(yán)重的是處理器廠商在具體的執(zhí)行中已經(jīng)偏離了大小核的初衷，現(xiàn)在的情況是高性能大核通常只有在跑分軟件中才會(huì)滿載，而性能較低的小核心反倒成了日常使用的主力，廠商如果協(xié)調(diào)不好二者的分配，最終的結(jié)果就是要么耗電太快，要么就是性能不佳，系統(tǒng)卡頓。
此外，表格中的性能是換算成每核心每mhz下的dhrystone性能，用以衡量cpu核心性能，不過具體的性能實(shí)際上還是跟廠商的工藝、頻率掛鉤的，arm在發(fā)布cortex-a72架構(gòu)時(shí)表示其性能是前代的3.5倍，這個(gè)實(shí)際上是用14/16nm工藝、2.5ghz的a72對(duì)比28nm、1.6ghz的a15處理器得來的，a72相對(duì)真正的取代對(duì)象a57核心的性能提升根本沒有這么多。
蘋果進(jìn)軍risc-v，arm真的不行了嗎？
實(shí)際上arm架構(gòu)和risc-v架構(gòu)都源自精簡(jiǎn)指令計(jì)算機(jī)risc，個(gè)人覺得二者最大的不同就在于risc-v架構(gòu)的精簡(jiǎn)和徹底開放的模式。
arm說是比較開放，實(shí)際上是一種封閉的指令集架構(gòu)，采用arm架構(gòu)的廠商，只能根據(jù)自己的需求，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行部分調(diào)整，不能改變?cè)械脑O(shè)計(jì)，經(jīng)過這么多年的發(fā)展，arm架構(gòu)已經(jīng)變得復(fù)雜和冗繁，而且arm存在專利和架構(gòu)授權(quán)費(fèi)用等問題。
而risc-v，在一開始就定位為完全開源的架構(gòu)，其架構(gòu)文檔更簡(jiǎn)潔，基本指令數(shù)目也就40多條，而且一套指令集支持所有架構(gòu)，還支持模塊化的設(shè)計(jì)，用戶可根據(jù)自己的需求去自由定制，總之risc-v的開放程度其實(shí)遠(yuǎn)高于arm，而且該項(xiàng)目2010年始于加州大學(xué)伯克利分校，作為后來者包袱小，而且可以站在前人的肩膀上面。
當(dāng)然risc-v也不是沒有劣勢(shì)，其劣勢(shì)在于其誕生的時(shí)間太短，相關(guān)的生態(tài)要素還在發(fā)展中，和arm的生態(tài)相比還有一定的差距，而且目前arm已經(jīng)占據(jù)了絕大部分移動(dòng)處理器的市場(chǎng)，risc-v在這個(gè)領(lǐng)域的機(jī)會(huì)估計(jì)不大了，不過如果蘋果轉(zhuǎn)向risc-v，這倒是一個(gè)機(jī)會(huì)，不過以蘋果的封閉性，范圍還是有限的。
所以risc-v的機(jī)會(huì)還是在新興的領(lǐng)域，risc-v和arm在領(lǐng)域處于同一起跑線，risc-v憑著開源等特性很有可能可以擊敗arm，或者占用可觀的份額，實(shí)際上隨著國(guó)內(nèi)的相關(guān)廠家被美國(guó)卡脖子，risc-v這種完全開放的架構(gòu)在國(guó)內(nèi)應(yīng)該會(huì)成為重點(diǎn)發(fā)展對(duì)象，實(shí)際上國(guó)內(nèi)的相關(guān)企業(yè)在risc-v上面涉及的比較深，所以對(duì)于risc-v還是可以看好的。
至于蘋果轉(zhuǎn)向risc-v的消息，其實(shí)目前只是謠傳，還不能確定，不過以蘋果風(fēng)格，轉(zhuǎn)過去也正常，畢竟蘋果很追求自主控制權(quán)，畢竟如果arm被nvidia收購(gòu)后，nvidia這種封閉的公司會(huì)做出什么事情很難說，蘋果自然不希望到時(shí)候被nvidia給影響。
而且蘋果系統(tǒng)本身就比較封閉，軟硬件都是自己把控的，其轉(zhuǎn)向的影響和難度并沒有其他廠家那么大，可以更好的把控自己的方向，不過這個(gè)事情不是短期的事情，目前在相關(guān)領(lǐng)域還是arm的天下，不要覺得arm不行了。
蘋果用risc-v對(duì)比arm的優(yōu)勢(shì)：
1，節(jié)省授權(quán)費(fèi)
2，沒有x86、arm的 歷史 包袱，可以重新設(shè)計(jì)
3，開放，可以根據(jù)不同場(chǎng)景定制指令集，例如服務(wù)器、辦公桌面、移動(dòng)設(shè)備、穿戴設(shè)備、工業(yè)或者傳感器
4，蘋果生態(tài)好，無論是是最初的ppc，還是后來的x86，再到現(xiàn)在的arm，以及后續(xù)的risc-v，通過自家工具鏈，都能做到對(duì)用戶和開發(fā)者幾乎透明
但是缺點(diǎn)也很明顯，后者比前者生態(tài)成熟的多。蘋果有鈔能力，現(xiàn)在就可以走起來，慢慢過渡。
剛發(fā)布了m1，這就又要轉(zhuǎn)向了？
后來者居上啊，解決了很多arm存在的問題啊，arm后向兼容性負(fù)擔(dān)太重了。
好了，蘋果arm架構(gòu)和x86架構(gòu)(蘋果也是arm授權(quán)的嗎)的介紹到這里就結(jié)束了，想知道更多相關(guān)資料可以收藏我們的網(wǎng)站。