A15仿生晶元幕後故事:歷經四年研發 多個團隊跨部門合作
2010年,蘋果發佈iPhone 4, 明確向外界宣佈自研處理器 A4。 多年後,不少人還記得”再一次 改變世界”那款手機,但對行業影響更深遠的,是終端廠商自己自研晶元用於自己產品這種方式。 它打破了之前晶片廠—終端設備廠商—系統廠商之間的關係,產生了一種新的消費電子產品研發模式。這種研發模式和產生的結果,也是再一次改變世界的開始。
十多年後,新浪數碼與蘋果公司兩位高管的聊天話題是 A15 仿生晶元。 蘋果公司全球產品行銷副總裁Bob Borchers, 與負責硬體技術的副總裁 Tim Millet, 圍繞技術與應用,談起來蘋果公司研發 A15 晶片的幕後故事。
Bob Borchers
Tim Millet
A 系列晶元研發不只有晶元團隊
“我們的團隊非常幸運,因為不需要去猜測”—— Tim Millet 的一句話點明瞭 A15 仿生晶片與其他競品研發過程的最大不同。
眾所周知,目前在行動裝置領域,除了蘋果,在Android陣營幾乎所有晶片都是由高通 、MTK 等少數廠商研發的,雖然終端廠商也會參與其中部分過程(如影像功能優化等),但整個過程的思路跟PC時代類似:晶元廠商製造晶片,電腦廠商將晶片配上合適的主機板/記憶體/硬碟等,再裝上來自另一家的系統,調試後交給使用者。 這種各自分工明確的方式,打造了 「Wintel」 聯盟的輝煌,並培養出一大批 PC 廠商。
在移動領域 ,Android +高通+眾多Android手機廠商複製了這種模式;但近年,移動晶元架構逐漸摸到天花板,晶元計算能力提升有限,電池和散熱等成為更大的瓶頸。
此時,蘋果軟硬合一的研發模式優勢顯現,自晶元研發階段初始,相關團隊就與手機硬體,軟體系統團隊,甚至是影像團隊緊密合作,他們給晶元團隊明確的目標,之後協同工作。
可以說,近年 A 系列晶片的研發,從一開始就並非只是為了晶片本身,而是為了最終的體驗,考慮它的使用場景,甚至為某個具體功能而優化。
這也是上文Millet說不用猜測的原因,同時是蘋果公司跟其他晶片廠商最大的區別。
“我們可以確保把每一個晶體管的效用發揮到最大 “,Millet 總結這種特殊的研發方式說道,這句話也是對 A15 晶片的表現的總結。
四年打造一顆晶元
當然,這種研發過程需要更多時間,以及更早的布局過程 。 Millet 公佈了一些發佈會上沒提到的信息:蘋果設計與製作這顆晶元用了兩年多,另外與這顆晶元相關的技術研發準備等工作,也花了約兩年時間。
也就是說,蘋果公司為了呈現今天的 A15 仿生晶元,幾個團隊從 2017 年就開始著手準備。
Bob 補充說 ,Tim 的晶元團隊不僅服務於下一代新品,他們甚至在產品發佈會前一個禮拜還在討論某些功能。 從這個細節也能印證蘋果公司這種研發方式的靈活度。
Android旗艦晶元研發時間也是兩年多,但手機終端廠商適配時間只有約 3-4 月。 終端廠商因為不是因為自己掌控全程,可能導致終端與晶片不完美匹配,或者無法釋放晶片的全部能力,能耗控制不那麼精準。 另外,為了照顧更多樣的Android終端,晶元也不得不做一些取捨。
此前,很多評測媒體對 A15 仿生晶片做了相應測試,相比上代,它的 CPU 計算核心部份日常負載下的”能耗比”顯著提升 ,5 核 GPU 的極限性能則較上代提升了 40%, 功耗反倒上代低。
這路數跟前幾代 A 系列晶片一致,蘋果一直在通過晶片+系統等多種方式,優化晶片的能耗比,也就是用更少的電做更多事。
談體驗 而不是談跑分
回到今年裝在iPhone 13 系列上的 A15 仿生晶片,在評測這款手機時候,我們已經看到它的性能跑分依舊兇猛,尤其 GPU 部分。 但其實 Bob 在這次談話中更想說的是,硬體性能固然重要,但對蘋果來說,用戶體驗才是更重要的事。
也正是因此,我們才能看到 iPhone 13 Pro 系列性能更強了 ,ProMotion 高刷來了,續航卻更長了 ;iPadOS 15 中的翻譯 App, 可以實現即時自動翻譯對話,甚至第三方的 App, 可以用 AI 分析人類的動作,從而教人打網球。
那是 A15 和整合在其中 CPU,GPU,NPU, 以及 iOS 15 在一同發揮作用。 在處理這些的同時,蘋果還要嚴守自己的隱私原則,盡量讓數據在本地處理,而不是發送到雲端去。
最能證明多個部分合作的體驗是iPhone 13系列的「電影效果模式」,它讓非專業拍攝者通過一台非專業設備,獲得了以往專業人士才能做出的變焦操作。
電影效果的背後,是 A15 仿生晶片的強大計算能力作後盾,它強到足以一邊拍杜比視界 HDR 視頻,一邊用 AI 能力去即時理解該對焦給誰,並把焦外做虛化處理。 還能把景深資訊保留下來進行二次處理。
焦距變化的背後,是 A15 晶片內 150 億顆晶體管和手機影像系統的共同參與,也是蘋果晶元研發團隊,影像團隊,和系統等多個團隊合作的結晶。
對很多廠商來說,造出晶元已經是結果;但蘋果來說,「電影效果模式」這樣的體驗才是最終結果 ,A15 和其四年的研發經歷,只是實現這個結果的過程。