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從初代iPhone到iPhone 16系列,芯片性能提升了385倍

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自首款iPhone發(fā)布至今,已有十幾年光景,其發(fā)展之迅猛毋庸置疑。2007年6月29日,iPhone的問世無疑改變了世界。不過,初代iPhone并未在國內(nèi)發(fā)售,當(dāng)時主要通過水貨方式流入內(nèi)地市場。被初代iPhone驚艷到的我,手中那2.4寸“大屏”摩托羅拉E6瞬間就不香了,取而代之的是滿眼嫌棄。


當(dāng)然,新生事物注定充滿了缺陷,諸如無法轉(zhuǎn)發(fā)短信、不支持彩信,直到次年App Store推出后才支持安裝App,而且EDGE網(wǎng)絡(luò)的速度實(shí)在太慢(當(dāng)時還沒有3G也不支持3G),想要清晰地觀看Youtube視頻(初代iPhone內(nèi)置,當(dāng)時國內(nèi)真的能看?。ㄒ坏霓k法就是找到周圍的Wi-Fi熱點(diǎn)。更糟糕的是,使用Safari瀏覽器時,無法同時接打電話。比如,當(dāng)你正在瀏覽校內(nèi)網(wǎng)時,如果有人打電話給你,來電會自動拒接或轉(zhuǎn)接到語音信箱。這種情況要是發(fā)生在緊急時刻,后果堪憂。


當(dāng)時我就預(yù)見:未來一旦蘋果公司將iPhone那慢如蝸牛的EDGE網(wǎng)絡(luò)升級成先進(jìn)的高速網(wǎng)絡(luò),這款設(shè)備必將成為移動領(lǐng)域的性能巨獸。

多年來,A系列處理器性能愈發(fā)強(qiáng)勁,能效也不斷提升

從初代iPhone發(fā)布至今,蘋果大幅提升了電池容量,從1400毫安時增至iPhone 16 Pro Max的4685毫安時。

初代iPhone的運(yùn)行內(nèi)存僅為128MB(在當(dāng)時已經(jīng)不小了,主流Windows Mobile手機(jī)只有64MB),而現(xiàn)在所有iPhone 16機(jī)型的運(yùn)行內(nèi)存都達(dá)到了8GB(為了適配蘋果AI功能)。


初代iPhone的后置攝像頭為200萬像素且不支持自動對焦,而iPhone 16 Pro Max則配備了4800萬像素的廣角攝像頭、4800萬像素的超廣角攝像頭以及1200萬像素的長焦攝像頭。

再來看看處理器方面。初代iPhone搭載的是三星基于ARM11架構(gòu)芯片,時鐘頻率為412Mhz。2009年發(fā)布的iPhone 3GS,蘋果采用了三星的ARM Cortex-A8核心處理器(APL0298C05)。到了2013年,蘋果在iPhone 5S上首次采用了64位架構(gòu)的A7芯片,該芯片由三星代工。次年,蘋果轉(zhuǎn)而與臺積電合作,為iPhone 6和iPhone 6 Plus搭載了A8芯片,這款芯片采用了臺積電的20納米工藝制程。

A9芯片的情況有些特殊,它由三星和臺積電共同為蘋果代工。臺積電采用16納米工藝制程,而三星則使用14納米工藝。盡管三星采用的工藝制程稍先進(jìn)一些,但一項(xiàng)基準(zhǔn)測試顯示,臺積電版本的A9芯片能讓iPhone 6s多獲得長達(dá)兩小時的續(xù)航時間。


這引發(fā)了所謂的“芯片門”丑聞,一些購買新iPhone的用戶紛紛要求更換搭載臺積電芯片的機(jī)型。當(dāng)時網(wǎng)絡(luò)上不少教程甚至還教大家如何辨別自己的iPhone 6s或iPhone 6s Plus搭載的是哪款芯片。蘋果則表示,這兩款芯片在續(xù)航上的實(shí)際差異僅為2%~3%,但臺積電版本顯然更具優(yōu)勢。

從初代iPhone到iPhone16,處理器性能提升了384.9倍

通過Geekbench監(jiān)測iPhone處理器的性能發(fā)現(xiàn),從2007年初代iPhone開始,其處理器性能年均提升40%??傮w而言,從初代iPhone到iPhone 16系列,iPhone的處理器性能提升了384.9倍。隨著A19/A19 Pro處理器即將推出,其性能或?qū)⑦M(jìn)一步提升,屆時從初代iPhone到新款iPhone 17系列的性能提升幅度可能會達(dá)到500倍甚至更高。


A19/A19 Pro都將采用臺積電的第三代3納米工藝制程。而明年推出的A20處理器,將是首款采用臺積電2納米工藝制程的A系列芯片。工藝制程越小,芯片上的晶體管尺寸也就越小,這會提高晶體管密度——即單位面積內(nèi)可容納的晶體管數(shù)量,其單位為每平方毫米百萬個晶體管(MTx/mm2)。


理論上講,晶體管密度越高,芯片的性能就越強(qiáng),能效也越高。當(dāng)臺積電計(jì)劃在2028 年量產(chǎn)1.4納米芯片時,另一個問題也浮出水面:物理極限的墻已觸手可及。硅基芯片的制程縮小存在理論邊界,當(dāng)晶體管柵極長度接近1納米,電子的量子隧穿效應(yīng)會讓芯片徹底失控。即便突破硅基限制,轉(zhuǎn)向碳納米管或量子計(jì)算,這些技術(shù)的穩(wěn)定性與量產(chǎn)成本仍是未知數(shù)。而蘋果對單核性能至上的極致追求,是否正在透支整個行業(yè)的技術(shù)儲備?當(dāng)有一天制程無法再縮小,當(dāng)每年30%的性能提升戛然而止,習(xí)慣了指數(shù)級進(jìn)步的蘋果用戶,又該如何適應(yīng)這種技術(shù)停滯?

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