前段時間查了一下蘋果的處理器發展史，原始資料來源于網絡，發個貼隻是整理一下，可能會有出入，有問題歡迎交流。先聊兩個概念CPU和SoC：

CPU（Central Processing Unit）翻譯中文叫中央單元，SoC（System-on-a-Chip）翻譯中文叫片上系統。在電腦上我們通常叫處理器為CPU，當我們叫手機處理器為CPU時候就不再準确，應該叫SoC。在SoC中可以集成CPU、GPU、協處理器、通信模塊、内存管理器等等其他外圍器件，設計廠家根據自己的業務進行差異化設計（也可能是拍腦袋的或者根據心情決定的）。

回到蘋果處理器上面，蘋果處理器一共有4個系列：

A系列：iPhone，iPad，iPod touch和Apple TV中使用的“片上系統”（SoC）系列，集成CPU、GPU、Cache等；

S系列：Apple Watch上使用，集成CPU、RAM、Flash、無線模塊、傳感器和I/O口等；

T系列：2016和2017年的MacBook Pro 上使用的Touch ID芯片，定位在安全類的芯片，運行自己的watchOS；

W系列：一系列專注于無線和藍牙連接的定制處理器（原來以為W是watch的縮寫，好像不是，有知道的講講）。

放張圖鎮樓：

曆代A系列SoC的參數一覽：

2 Prior：

Prior：（2007年~2009年）

在蘋果推出Apple A系列處理之前，iPhone早期的處理器是蘋果提出規格、三星設計和生産的（這是我理解的兩者分工情況，類比我們的無線或終端提出規格，海思來設計、外面代工廠生産）。生産工藝為90納米->64納米->45納米過度，架構采用ARM11-》 ARM Cortex-A8（就是ARM公版的架構，32位的），單核單通道。這個階段已經封裝了圖形處理器GPU，比同期的諾基亞手機在技術處理器上已經領先了。産品概念好技術也要領先才能被市場認可呀。

3 Apple A4：

Apple A4：

Apple A4處理器由蘋果公司設計、三星生産的，45nm工藝，同樣采用ARMv7指令集，ARM Cortex-A8的公版架構，單核，顯卡與三星設計的前一代一樣PowerVR SGX 535。升級的一個特點是L2緩存比之前三星的版本由256KB提升到了512KB，領一個特點是A4版本的内存采用了雙通道的設計，由原來的1.6G/s提升一倍到3.2G/s，能夠給CPU提供更充足的帶寬。總體來說A4并沒有什麼大的創新點，與三星處理器非常相似。網上找到的芯片内部的圖片，沒有指示出具體的模塊位置，有了解的可以補充一下。

4 Apple A5/A5X：

蘋果A5是由美國蘋果公司所設計并由三星電子所生産的ARM處理器，用于取代Apple A4。iPad 2使用是Apple A5處理器的第一款設備，2011年10月4日推出的iPhone 4S也采用Apple A5處理器，2012年10月推出的iPad Mini仍然繼續采用了Apple A5處理器，安裝該芯片設備廣泛的販售了多年之久。Apple A5 采用 45 及 32 納米Core ARM Cortex-A9同步雙核心架構，蘋果公司聲稱其運算性能可提升2倍，其配備有IT公司頻率為200MHz的PowerVR SGX543 MP2 GPU，繪圖性能較前一代A4提升7倍之多，具備低功耗特性，支持低功耗DDR2 DRAM。A5的成本估計比A4貴75％，但随着産量增加，價格差異應會減少。

Appe A5架構上出現了一次大的變化，從原來的單核變為雙核、GPU升級PowerVR SGX543MP2，工藝也在這個版本提升到了32nm，但是這一代的内核依舊是使用ARM公版Cortex-A9，沒有自行設計内核。

Apple A5X是A5的派生版本，圖形處理器升級至PowerVR SGX543 MP4，用于iPad (第三代)。其他差異看表。A5X作為一個過渡版本，嘗試了4個GPU的配置，工藝是45nm，功耗也起來了，這也是蘋果的芯片發展策略，雙核CPU 多GPU。

網上找到Apple A5拆解圖，比較清晰的标示了主要的功能模塊。對A5處理器和其九層金屬進行去層處理，在芯片的右半部分發現了兩個基于ARM的内核，每個内核都有大約4.5兆字節的高速緩存。集成的512MB DDR SDRAM也包含在右下角。

5 Apple A6/A6X：

個人認為A6是蘋果手機芯片的一次最重要的裡程碑！從Apple A6開始，蘋果不再使用公版ARM内核，轉而使用自研的ARM内核。依舊是三星進行生産，工藝再次提升到32nm。Apple A6的架構名稱為Swift，使用ARMv7指令集。并含有多項ARM Cortex-A15 MPCore的特性，例如支持Advanced SIMD v2 和 VFPv4。Swift有三個前端解碼管線和2個FPU單元，相比之下，基于Cortex-A9的CPU隻有2個前端解碼管線和1個FPU單元。A6 處理器封裝了 1 GB LPDDR2-1066 RAM，相比之下A5處理器隻封裝了 512MB LPDDR2-800 RAM，理論内存帶寬也從 A5 的6.4 GB/s 增加至 8.5 GB/s。A6還搭載了一個新版的ISP，與A5對比，A6的拍攝速度、低光照下性能、噪聲消去和視頻防抖性能都有提升。

A6X是蘋果公司客制化的SoC。它是Apple A6的衍生版本，包含與Apple A6相同的同步雙核心ARMv7架構中央處理器，僅圖形處理器升級到運行于300MHz的四核心PowerVR SGX554 MP4。不同于A6，A6X被導熱片覆蓋，且内存模塊與芯片分開封裝。

A6X同樣由三星電子代工，使用32納米制程HKMG (High-κ Metal Gate)制造，面積123mm，比A6大26%。A6X是該公司最後一款32位元架構的A系列SoC。

A6 使用自研的雙核架構 GPU開始對抗安卓陣營的4核8核的時代，功耗得到很好的控制，這就是架構的厲害（當然也會系統有關）！這裡想多說幾句，蘋果因為懂自己的業務，在設計芯片時候能夠把這種優勢發揮出來，并且落實的架構中。華為應該可以是可以學習的，設計出更好的架構，至少要比高通好，隻是誰能來拉通這個事情呢？！我這小兵感慨一下下。

照例找了一下A6的内部結構圖，标示的不多，但可以看見裡面有3個GPU，工藝相比A5X的45nm使用了32nm工藝，工藝提升，GPU也少了一個，功耗也就控制下來。功耗不就是ARM戰勝Intel的核心麼，控制不住功耗就沒意義了。

6 Apple A7

A7是首款ARMv8 64位SoC，28nm工藝，一舉拉開了與其他廠商的差距，這一代也就是高通被拉開差距的一代。2011年10月ARM推出全新的一代64位指令集ARMv8-A，2012年10月30日發布了Cortex-A53和Cortex-A57内核。2013年9月蘋果發布了自己的全新架構的64位處理器Apple A7，而這時候的高通還在使用ARM的公版，2015年推出自己的64位Kryo架構産品骁龍820。被蘋果拉開2年差距，海思麒麟芯片也在這個時候上位了。從某種意義上講，不是麒麟發展速度快了，而是高通摔了一跤。

在Apple A7中，開始使用L3 cache，同時内存也由原來的32位雙通道改為64位單通道（12.8 GB/s），性能比A6（8.528 GB/s）高，比A6X（17.1 GB/s）低。從這裡的兩代AxX産品可以發現，評估的過渡版本芯片是用來做性能摸高的，實際在正式版本中會權衡性能和功耗。

忘了說，A7這一代的内核架構名稱叫Cyclone。沒有A7X産品。在GPU上性能也有大幅提升。經Chipworks檢測，新的GPU是全新6系PowerVR G6430，蘋果表示GPU性能已達初代iPhone的56倍，性能達到遊戲主機級别（即是PS3和Xbox 360）。測試表明性能已經遠超iPad上采用的PowerVR SGX543 MP4組合。工藝提升之後終于在Apple A7上看見了成熟的4 GPU的方案。即GPU是Imagination的PowerVR Series 6的四個集群版本，即G6430。

7 Apple A8

Apple A8的架構叫Typhoon，同樣是64位雙核，GPU進行了升級，工藝台積電使用了20nm，不是三星代工的了（三星亦敵亦友總是受制于人就換了吧）。蘋果公司表示，它的CPU性能提高了25％，圖形性能提高了50％，而與之前的蘋果A7相比，它的功耗僅為50％。不過這代的台積電的工藝并不成熟，比起高通的處理器810，核少頻率低，功耗也還好吧。

A8 的内部結構圖找了一下，繼續提升GPU競争力，又多了2個Shared Texture Unit。

A8X上蘋果嘗試了三核CPU 8核GPU的架構，又進行了一次技術突破。

看下A8的内部結構：

1Apple A9/A9X：

Apple A9的架構是Twister，采用2核 6核GPU，還加入了M9運動協處理器。A9有14nm和16nm兩種工藝版本，沒錯，和三星重歸于好了。蘋果公司宣稱該芯片較前一代蘋果A8的中央處理器性能提高了70%，而圖形性能提高了90%。它具有以下特性：16級指令流水線，指令發射寬度為6，加載指令延遲周期為4，分支預測失敗代價周期為9，擁有4條整數流水線、4個算術邏輯單元、2個存取單元、2個分支單元等。A9芯片相較A8芯片性能的大幅提升主要是得益于其1.85 GHz的主頻率、更好的存儲子系統、更細緻入微的微架構調校和更低的工藝節點。

A9X繼續升級摸高，12個GPU 64位雙通道DDR。

找到了圖，但是沒有表示位置，不過看了前面的圖，也能猜的差不多了。

A9X:

1Apple A10/A10X Fusion

和安卓陣營一直增加CPU核數不同，蘋果之前一直在加GPU。在A10上也采用了4核設計（2大核和2小核，架構名字叫 (2x Hurricane 2x Zephyr），GPU和A9一樣的是6個，但有升級。

A10 Fusion采用big.LITTLE内核内置切換器方式（In-kernel switcher，IKS）而不是高通骁龍820采用的HMP方式：一個低功耗核心和一個高性能核心組成一對，共用L2緩存，作為一個虛拟CPU核心（在iOS内核中根據負載需要切換），每個虛拟CPU核心在同一時間點上隻有高性能核心或低功耗核心在運作，因此在iOS中僅能看到兩顆處理器核心。A10的高性能CPU核心代号為“飓風”（Hurricane），而低功耗CPU核心代号為“微風”（Zephyr），均為蘋果公司自行設計的ARMv8兼容微架構。蘋果宣稱此芯片較上代在CPU性能提升了40%，在圖形運算提升了50%。

A10又沒有選擇三星代工生産。上個圖片吧。

A10X這次的過渡版本主要是試了一下工藝，選擇了10nm，同時CPU設計了6核（3大Hurricane 3小Zephyr），繼續摸高。

A10X:

10 Apple A11 Bionic

A11的CPU部分為六核心設計，由2顆代号為“季風”（Monsoon）的高性能核心及4顆代号為“西北風”（Mistral）的節能核心以big.LITTLE配置組成，具備容量達 8 MiB 的二級緩存，但取消了三級緩存。A11與前代芯片最大的不同是使用第二代性能控制器，采用HMP全域任務調度形式能使6顆CPU核心得以同時運行。蘋果公司一如既往不公開A11的CPU時鐘頻率信息，不過根據某些性能測試工具（如GeekBench）的大略量度，高性能CPU核心的最高時鐘頻率大約為 2.5 GHz，節電CPU核心的最高時鐘頻率大約為 1.5 GHz。A11除了集成了由蘋果公司所設計之3核心圖形處理器（GPU）以外，也開始内置支持光照環境偵測和先進像素處理的圖像處理單元（ISP），另A11亦包含了每秒能夠演算出6000億筆指令，被蘋果公司命名為Neural Engine的神經網絡專用加速電路模塊，以運用于Face ID、Animoji及其他機器學習任務上。蘋果公司稱相較于前代的Apple A10 Fusion，CPU部分高性能核心和節電核心的性能分别提升25%及70%，GPU性能較前代提升30%。

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