苹果的A系和其它ARM架构处理器，有什么相同和不同之处

ARM内核是一个公开的可购买的内核，而苹果的A系列，则是苹果自己专用的内核。不同之处，如下几点会有很明显的感觉：

1、从终端手机上的体验来看，苹果A系列的速度更快、功耗更低、反馈更灵敏。

2、苹果A系列她裁剪了许多不必要的接口，增强了某些必要的接口，比如SD卡接口。

3、拿存储器的控制器来做比较，现在市面流行的ARM内核，都是eMMC5.1，速度最快160MB/S，最新的UFS2.0，速度可以到400MB/S，是eMMC的2.5倍：

4、苹果A系列早在爱疯6的时候，就开始用类似UFS2.0的NVMe接口，速度可以比当时的任何ARM内核的旗舰机快2.5倍

相同的地方：

1、功耗低，主频低，多核协作；

2、传感器众多，特别是低速的外部传感器接口；

3、占用的晶圆小，成本低

为什么高通和苹果A系芯片都是基于arm的芯片，性能差别却这么大？

只要是使用过高通芯片和苹果A系芯片的小伙伴，都会有一个直观的感受，那就是他们的性能差距还是蛮大的。但真正了解这两个芯片的小伙伴就会知道，他们同样都是基于Arm的芯片开发出来的。那就有小伙伴会问了，为什么他们之间的性能差距会如此之大呢？就让我们好好的来讨论一下这个话题。

Arm其实在2012年的时候，就已经公布过64位处理器内核Cortex-A57。高通是在两年之后，才发布的自己第一批64位处理器，骁龙810和骁龙808。这两款芯片的性能，大家都有直观的感受，使用起来也还是挺流畅的。并且我自己有一款手机是骁龙810的处理器，已经用了4年，由于电池确实刚不住了，并且性能方面也有很大的损耗，一款新电池买过来也用不了多久就会没电，于是就被迫下线。

但是苹果早在2013年的时候就推出了iPhone5S，也是基于64位Arm内核开发的第一批苹果A7处理器。从这时候开始大家就能够直观的感受到iPhone5S是在手机当中非常厉害的一个存在，即使它的价格卖的再高，还是会有很多的人想去购买这款手机。不管是在流畅度，还是各方面的性能，都相当的优秀。

由于在第一代就产生了如此大的差距，并且苹果又在2014年的时候发布了第二代64位处理器A8，这就直接让骁龙处理器被苹果远远的甩在了后面，性能什么的都不及苹果。即使高通再怎么去追赶，也超越不了苹果了，因为高通在进步的同时，苹果它也在不停的进步。目前的苹果芯片，可谓说得上是手机芯片当中最优秀的了。

都是ARM处理器，为何其他芯片商不能离开ARM，苹果却不怕断供？

说到ARM指令集，毫无疑问，该指令集霸占了移动市场的全部份额，目前甚至盯上了X86的市场，包括电脑领域甚至是服务器领域，ARM的优势是低功耗性能，而且成本很低，这是X86无法做到的。

目前苹果已经着手开始了ARM芯片对于英特尔X86处理器的替代，但不同于其他ARM芯片，苹果的A系列处理器虽然也是ARM芯片，但是和ARM的关系很小，自研程度很高，不像安卓手机芯片商需要从ARM那里买核心架构授权，所以苹果根本不怕ARM断供。

安卓芯片商的主要几家，高通，华为，联发科，都是采用的ARM公版架构，就连一直采用自研猫鼬核心的三星也决定要放弃自研，用上公版架构，实际上高通之前也有自研核心，但最后发现还是公版最香，其实现在安卓芯片在CPU部分差别都已不大，主要还是GPU和基带方面。

为什么苹果可以不用买ARM的架构核心，而其他芯片商每年都需要从ARM那里购买最新版的架构，比如目前在使用的A77，那么到了明年就是A78了，首先肯定不是因为没有自研的实力，比如三星就是自研，而且跑分还特别高，但跑分没输过，体验没赢过。

其实根本还是生态问题，生态可以认为就是一个统一的标准，华为，高通，联发科，三星，等等其他芯片商都是安卓系统，安卓系统虽然开放的，但却是受限于谷歌的，为了生态的统一性，为了减少开发人员或者各类工程人员的任务量，那么就需要遵循安卓系统的规则。

如果都去搞自研核心的芯片，那么这样一来谷歌安卓就需要做大量的适配工作，针对不同的芯片进行各种优化，而且不光安卓系统，APP应用开发商也是如此，也必须进行各类适配工作，否则很有可能出现BUG，或者是应用兼容问题。

如此一来安卓的碎片化问题会更严重，系统也会越来越臃肿，这显然不利于后续发展，所以安卓系统直接找ARM合作，最新版本的安卓系统适配最新版本的ARM架构，这样一来安卓的适配工作大大降低，只需要针对ARM的官方架构做适配，其他芯片商也只需要用ARM的公版架构，既保证了安卓多元化的特性，同时省了很多不必要的麻烦。

所以苹果就非常好理解了，苹果自始至终是软硬件一体，拥有更多自主权，而且苹果的A系列处理器每年就一款，手机机型数量也很少，在自己的圈子里，自己想怎么优化怎么优化，而安卓芯片商必须看谷歌的态度，因此苹果的ARM处理器才可以不用受限于ARM，自成一派，包括Mac OS从X86迁移到ARM也会非常容易。

目前华为虽然购买了ARM V8指令集的永久授权，但是只要华为还在用安卓系统那么就必须要用ARM的最新的公版架构，否则就会出现很多各种各样的问题，理论上安卓是很开放的，但想要最好的体验，那么ARM公版架构是最好选择，想要不依赖于ARM的公版架构很简单，有了自己的操作系统就可以了。

有了自己的操作系统，并且形成完美的生态，这样一来也就可以反哺硬件，那么此时甚至可以不用依赖于ARM指令集都可以，甚至可以给别的指令集进行优化适配工作，而华为的鸿蒙其实就是这样的布局，当然肯定也有其他公司也在布局，不过对于国内来说，如果想建立这样的生态，操作系统只要一个就可以了，指令集也选定一个进行发展就可以了。

同样国内如果形成这样的生态也是非常有利的，毕竟我们国家有着13亿的人口，打造出一个软件生态，同时再指定一个硬件指令集，形成类似于Windows和X86这样的软硬件结盟，那么很多问题都可以迎刃而解，而这个过程的首要就是打造出有生态优势的操作系统，而未来的物联网就是一个难得的机会。

【图片内容来源于网络！】

为什么苹果处理器实际性能表现没有跑分那样强大？

因为苹果主要是系统是封闭式，而且系统优化的好，相对比较单一，软件开发也是一对一苹果的软件方面也是相对来说比较严格的追求质量的，所以并不看处理器怎么样，因为苹果生态已经完美了，是系统整套好。

Reddit（一个论坛） 上有人找出了spec int 2006 （业内比较权威的测试平台，超算评分也会用到）上A12 和 intel 家 xeon8176，i7-6700k和amd家EPYC 7601做了单核心的对比，这是整理的结果（第一行是频率，第二行是功率，第三行是线程数量，接下来是各项跑分，越高越好）：

A12相对于桌面级别和服务器级别的芯片，而且每单位功耗下的性能已经超出了至少50%。当然这么比较是不公平的，因为xeon和epyc有十几个，几十个核心，为了多核心性能牺牲了部分单核心。

如果把apple A系列和高通，三星猎户座进行比较（不放其他移动平台芯片，逃）。

Anandtech整理了spec int 2006 上的数据，在测试的时候通讯功能是关闭的。左边是功耗，越低越好，右边是性能，越高越好：

还有一个最近很火的machine learning 的性能，我只找到了鲁大师的跑分，因为是单项的跑分，而且是每秒能够跑多少次同样的算法，inception V3 是google推出的算法，我觉得可以参考一下，得分越高越好（最近评分好像变化很厉害了，逃）：

很多人说iOS系统也很重要，这是speedometer的os评分，这是工业界评价java在最常用JS下的性能，越高越好：

GPU的评分上，这是GFXBench的其中一个单项，测试的是1920*1080下的常用性能，上面那个是峰值性能，下面是能够维持的性能：

屏幕上性能测试我看不懂，之贴一个功耗，越低越好，这个iphone翻车严重，屏幕耗电比其他手机高了不少：

---------------------------------------原因分析-------------------------------

其中一个原因是缓存的大小，A12的每个性能核心有128kB的L1，8MB的L2，还有8MB的共用缓存。与之对应的，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系列几乎做了几倍的缓存。

还有一个原因是在架构上的优势，这是Anandthch整理出来的公版arm架构和三星，apple的魔改版本架构的吞吐量和延迟，exec越大越好，lat越小越好。可以看出A系列达到了更高的IPC（每一个周期内能完成的指令数量）。

其实相对来说，现在国产的其他品牌的手机不比苹果差，但是苹果的唯一性就是他的系统，三星对应的就是像素，每个品牌都有对应自己的品牌特色。而为什么苹果处理器觉得没有跑分那么牛，是因为其他的机器都在进步，在赶超或者接近苹果的处理器，而苹果的进步没有那么明显。

苹果为啥这么牛？ARM处理器又有哪些

目前Cortex-A系列处理器最低端的是A5，之后分别是A7、A9、A12/17、A15，还有个比较奇葩的A8，但很早被淘汰了，这些都是32位ARMv7-A指令集的，64位时代则是A53、A57、A72及最新发布的A35，基于ARMv8-A指令集。

在A7/A15时代，ARM推出了big.LITTLE架构，希望用这种这种大小搭配的组合解决处理器耗电与性能之间的矛盾，小核心主要有A7、A53及最新推出的A35这三种，他们典型的特点是顺序执行架构、低流水线、低频率设计，大核心则是A15、A17、A57及A72这几种，这种处理器都是乱序执行架构，3发射解码，高达15级流水线设计，运行频率在2GHz以上，主要面向高性能处理。

big.LITTLE的理念是非常好的，但大小核之间的切换很考验厂商的设计能力，更严重的是处理器厂商在具体的执行中已经偏离了大小核的初衷，现在的情况是高性能大核通常只有在跑分软件中才会满载，而性能较低的小核心反倒成了日常使用的主力，厂商如果协调不好二者的分配，最终的结果就是要么耗电太快，要么就是性能不佳，系统卡顿。

此外，表格中的性能是换算成每核心每MHz下的Dhrystone性能，用以衡量CPU核心性能，不过具体的性能实际上还是跟厂商的工艺、频率挂钩的，ARM在发布Cortex-A72架构时表示其性能是前代的3.5倍，这个实际上是用14/16nm工艺、2.5GHz的A72对比28nm、1.6GHz的A15处理器得来的，A72相对真正的取代对象A57核心的性能提升根本没有这么多。

苹果进军RISC-V，Arm真的不行了吗？

实际上ARM架构和RISC-V架构都源自精简指令计算机RISC，个人觉得二者最大的不同就在于RISC-V架构的精简和彻底开放的模式。

ARM说是比较开放，实际上是一种封闭的指令集架构，采用ARM架构的厂商，只能根据自己的需求，对产品进行部分调整，不能改变原有的设计，经过这么多年的发展，ARM架构已经变得复杂和冗繁，而且ARM存在专利和架构授权费用等问题。

而RISC-V，在一开始就定位为完全开源的架构，其架构文档更简洁，基本指令数目也就40多条，而且一套指令集支持所有架构，还支持模块化的设计，用户可根据自己的需求去自由定制，总之RISC-V的开放程度其实远高于ARM，而且该项目2010年始于加州大学伯克利分校，作为后来者包袱小，而且可以站在前人的肩膀上面。

当然RISC-V也不是没有劣势，其劣势在于其诞生的时间太短，相关的生态要素还在发展中，和ARM的生态相比还有一定的差距，而且目前ARM已经占据了绝大部分移动处理器的市场，RISC-V在这个领域的机会估计不大了，不过如果苹果转向RISC-V，这倒是一个机会，不过以苹果的封闭性，范围还是有限的。

所以RISC-V的机会还是在新兴的领域，RISC-V和ARM在领域处于同一起跑线，RISC-V凭着开源等特性很有可能可以击败ARM，或者占用可观的份额，实际上随着国内的相关厂家被美国卡脖子，RISC-V这种完全开放的架构在国内应该会成为重点发展对象，实际上国内的相关企业在RISC-V上面涉及的比较深，所以对于RISC-V还是可以看好的。

至于苹果转向RISC-V的消息，其实目前只是谣传，还不能确定，不过以苹果风格，转过去也正常，毕竟苹果很追求自主控制权，毕竟如果ARM被NVIDIA收购后，NVIDIA这种封闭的公司会做出什么事情很难说，苹果自然不希望到时候被NVIDIA给影响。

而且苹果系统本身就比较封闭，软硬件都是自己把控的，其转向的影响和难度并没有其他厂家那么大，可以更好的把控自己的方向，不过这个事情不是短期的事情，目前在相关领域还是ARM的天下，不要觉得ARM不行了。

苹果用risc-v对比arm的优势：

1，节省授权费

2，没有x86、arm的 历史 包袱，可以重新设计

3，开放，可以根据不同场景定制指令集，例如服务器、办公桌面、移动设备、穿戴设备、工业或者传感器

4，苹果生态好，无论是是最初的ppc，还是后来的x86，再到现在的arm，以及后续的risc-v，通过自家工具链，都能做到对用户和开发者几乎透明

但是缺点也很明显，后者比前者生态成熟的多。苹果有钞能力，现在就可以走起来，慢慢过渡。

刚发布了M1，这就又要转向了？

后来者居上啊，解决了很多ARM存在的问题啊，ARM后向兼容性负担太重了。