美國高通芯片核心必須依靠ARM，這是為什么？
美國高通芯片核心必須依靠ARM，這是為什么？
因?yàn)樗鼈兪褂玫膮^(qū)域不同，所以性能也不同。以A10為例，說明面積是用來換取性能和功耗的。
面積會增加成本，但可以用功耗和性能來交換。
其他家庭做不到這一點(diǎn)，但成本太高，無法收回。沒有勇氣！A10是一個600萬的緩存，而在其他家庭通常是200萬左右。A10是六投，A73是雙投。不考慮排放寬度逐漸減小的影響，排放管道寬了三倍，怎么可能不盈利？
其他包括指令預(yù)測、電源、電壓和時鐘控制，整個方案都經(jīng)過精心設(shè)計。
蘋果A10的CPU頻率不高，但Geekbench的單核性能接近英特爾桌面處理器，運(yùn)行得分比A73高很多。ARM提供了各種各樣的積木，但是如何自己搭建積木，自己開發(fā)積木，是另一個大學(xué)問題。ARM是一家**而強(qiáng)大的公司。
ARM處理器是英國Acorn公司設(shè)計的**款低功耗、低成本的RISC微處理器，全稱Advanced RISC Machine。
ARM處理器本身是32位設(shè)計，但也配備了16位指令集。一般來說，與等效的32位代碼相比，它最多可以節(jié)省35%，但它可以保留32位系統(tǒng)的所有優(yōu)勢。
當(dāng)然，這家公司不生產(chǎn)產(chǎn)品，做建筑設(shè)計。這兩種完全不同的玩法(泛化vs定制)，自然的東西就大不相同了。所以你甚至不能比較兩個成品模塊。
粗略類比一下，像這樣:樂高的公交車(考慮拉很多人，帶著各種行李的人，推著孩子上車的人;有人想開得穩(wěn)，有人想開得快，有人想開得遠(yuǎn));
顯然，一種總線不能滿足要求。高通提供公共汽車、面包車、小巴和各種客運(yùn)車輛。ARM架構(gòu)，曾經(jīng)被稱為高級RISC機(jī)，早期被稱為Acorn RISC機(jī)，是一種32位RISC處理器架構(gòu)。有基于ARM設(shè)計的衍生產(chǎn)品。
重要產(chǎn)品包括Marvell的XScale架構(gòu)和德州儀器的OMAP系列。ARM系列占所有32位嵌入式處理器的75%，使其成為世界上**的32位架構(gòu)。當(dāng)然，現(xiàn)在不只是32了。
ARM與MTK、高通等CPU廠家關(guān)系是什么?為什么都說他們的是ARM架構(gòu)?
X86采用復(fù)雜指令集，ARM則采用精簡指令集。arm架構(gòu)主要用在移動設(shè)備上，原因是它的功耗低。
ARM授權(quán)相關(guān)專利給高通、聯(lián)發(fā)科等CPU廠家使用。
這兩家都是能夠生產(chǎn)SoC芯片的廠商，能夠?yàn)樯a(chǎn)移動設(shè)備的廠商省很多事。
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？
嚴(yán)格地來說，高通驍龍和蘋果A系列芯片采用的是ARM的架構(gòu)/指令集層級授權(quán)，而并非簡單地使用了ARM的IP核心。 這個級別的授權(quán)可以對ARM架構(gòu)進(jìn)行大幅度改造，甚至可以對ARM指令集進(jìn)行擴(kuò)展或縮減，蘋果就是一個很好的例子，在使用ARMv7-A架構(gòu)基礎(chǔ)上，擴(kuò)展出了自己的蘋果swift架構(gòu)。
那既然都是架構(gòu)/指令集層級授權(quán)，為什么高通驍龍和蘋果A系列芯片的性能差異那么大？ 其實(shí)單純從跑分的角度來看，驍龍的多核性能和A系列芯片不相上下。
但蘋果采用的了“少核心，多性能”的策略，不計成本地增大核心面積和效率，用來換取功耗和性能。 不僅如此，蘋果設(shè)計的芯片在流水線效率、通道、帶寬和L2/L3上從不吝嗇，目的就是為了把單核的性能提高。 這樣的設(shè)計對于日常應(yīng)用和 游戲 來說很占優(yōu)勢，因?yàn)檫@些場景下CPU更多的是單核（或雙核）工作。 另外一個讓我們覺得A系列芯片性能更好的原因是iOS對于蘋果芯片的優(yōu)化，正是因?yàn)樘O果不僅有自研芯片的能力，更是在操作系統(tǒng)上形成了閉環(huán)，使得iOS配+蘋果芯片的體驗(yàn)要超過安卓+高通芯片。
從底層一點(diǎn)的技術(shù)上來看，由于安卓采用的Java虛擬機(jī)導(dǎo)致了安卓系統(tǒng)對資源的占用要比蘋果iOS要多，一直以來就使得安卓手機(jī)在體驗(yàn)上沒有蘋果手機(jī)流暢。 不過這兩年隨著芯片性能和內(nèi)存容量的不斷提高，安卓手機(jī)的體驗(yàn)已經(jīng)越來越接近蘋果手機(jī)。而驍龍的GPU性能要比A系列芯片更勝一籌，所以兩者的差距事實(shí)上并沒有想象中的那么巨大。
題主的問題實(shí)際上是一個偽問題。 單從處理器角度而言，高通的高端處理器（8XX系列）和蘋果A系列處理器綜合比較，性能差不多。 下面是我在網(wǎng)上找的驍龍835和A10的性能評測數(shù)據(jù) 在單核性能方面蘋果占優(yōu) ，主要是因?yàn)樘O果A10單核面積要比驍龍大，集成的晶體管數(shù)量占優(yōu)。
蘋果A10是四核心，驍龍是8核心（**的蘋果A11是六核心）。在多核性能對比中， 驍龍占優(yōu) 。實(shí)際上，我們應(yīng)用程序大部分場景下都是單核運(yùn)行，所以蘋果的A10在用戶實(shí)際體驗(yàn)中還是占優(yōu)的。
GPU部分驍龍占優(yōu)。 綜合比較而言，驍龍還稍稍有點(diǎn)優(yōu)勢。 但為什么，我們實(shí)際體驗(yàn)中，蘋果手機(jī)比安卓手機(jī)要明顯流暢呢？這其實(shí)和操作系統(tǒng)架構(gòu)有很大關(guān)系。 谷歌的Android系統(tǒng)，是以linux為核心，在此基礎(chǔ)上增加了Java虛擬機(jī)，所有的應(yīng)用實(shí)際上是在這個虛擬機(jī)上運(yùn)行的。
這保證了應(yīng)用程序的跨平臺性。同時使用JAVA語言作為開發(fā)語言的程序員是全球數(shù)量最多的。谷歌也充分利用了這部分資源，使Android平臺迅速聚集了最多開發(fā)者為其開發(fā)應(yīng)用。 問題也就出在這個Java虛擬機(jī)，了解java虛擬機(jī)的朋友們都知道。
虛擬機(jī)的好處是，程序員在開發(fā)程序的過程中，程序員不必關(guān)心內(nèi)存資源回收的問題，虛擬機(jī)的內(nèi)存回收機(jī)制會幫你處理這些問題，這樣極大的減輕了程序員的開發(fā)負(fù)擔(dān)。但缺點(diǎn)也同時存在，那就是虛擬機(jī)再運(yùn)行過程中，占用系統(tǒng)資源很大。 這也就是為什么安卓旗艦手機(jī)內(nèi)存比蘋果手機(jī)內(nèi)存大，但運(yùn)行效果遠(yuǎn)不如蘋果手機(jī)的主要原因。 蘋果IOS系統(tǒng)是在其私有的UNIX基礎(chǔ)上演變過來的，它不存在虛擬機(jī)機(jī)制，同時ios是一個閉源系統(tǒng)，蘋果對其硬件和ios系統(tǒng)做了大量的優(yōu)化和適配。
保證了IOS應(yīng)用高效的運(yùn)行。而Android系統(tǒng)是一個開源系統(tǒng)，系統(tǒng)版本碎片化，導(dǎo)致硬件和軟件都有很多兼容性問題，最終使得運(yùn)行效率降低。 所以，典型的以三星為代表，就用堆硬件來解決android的運(yùn)行效率問題。
長此以往，使人們認(rèn)為，安卓手機(jī)性能不如蘋果手機(jī)，進(jìn)而認(rèn)為高通不如蘋果A處理器。 對了，多說一下，蘋果IOS系統(tǒng)響應(yīng)優(yōu)先級中，屏幕響應(yīng)為***別。這也是人們認(rèn)為蘋果運(yùn)行快的一個原因。
題主說的沒錯，高通驍龍系列芯片和蘋果A系列芯片都是用的ARM的指令集，但由于設(shè)計思路的不同，兩者的CPU性能有著天壤之別。 我們知道，蘋果是**個用上64位處理器的手機(jī)廠商，為了發(fā)掘最強(qiáng)大的性能，蘋果把自己的CPU做的非常強(qiáng)悍。于是，在當(dāng)年令人無法想象的A7處理器就誕生了。 A7 Cyclone是一個很寬的架構(gòu)，每個時鐘周期最多可以同時解碼、發(fā)射、執(zhí)行、收回6個指令/微操作，作為比較，上一代的A6 Swift則最多不超過3個。
另一方面，A7的重排序緩沖達(dá)到了驚人的192，是上代的四倍多，同時巧合的是正好與Intel Haswell架構(gòu)一樣。分支預(yù)測錯誤懲罰也增加了，但幅度不大，而且又正好與Intel Sandy Bridge及其后的架構(gòu)在同樣范圍內(nèi)。也就是說，A7的規(guī)模幾乎已經(jīng)能和桌面版的core處理器相比較了。
這種情況下，A7展現(xiàn)出了巨大的單核性能提升，高通方面直到驍龍652處理器發(fā)布才能夠與之相比。 高通驍龍?zhí)幚砥饕恢币詠矶际悄Ц腁RM公版架構(gòu)，公版架構(gòu)的規(guī)模相當(dāng)小，同主頻的時候公版架構(gòu)性能只有蘋果A系列的一半。因此高通處理器的單核性能相對較弱，但較小規(guī)模的架構(gòu)可以堆更多的核心，因此，高通處理器的多核心性能還是不錯的。我們能夠看到，驍龍845的單核性能依然不如A9，但多核性能已經(jīng)接近A11了。
說起來很諷刺，雖然高通扼著**絕大多數(shù)手機(jī)廠商的命門，但是單從利潤上來講，高通卻不及蘋果… 其實(shí) iPhone的利潤高出我們的想象 。現(xiàn)在的蘋果公司，是打算不賣芯片的，他們主要賣手機(jī)，要知道，IOS性能吊打安卓可是一個重要的賣點(diǎn)，在高利潤的支持下，蘋果有能力做 高性能高成本大芯片面積大核心芯片 ，并且還可以很快收回成本。 反觀高通，核心技術(shù)和商品都是芯片，這種情況下芯片業(yè)務(wù)收益**化才是關(guān)鍵。
那么同樣大的晶圓，怎么能實(shí)現(xiàn)做出更多的芯片和更少的廢品率呢？那就只能 芯片面積盡量小，核心架構(gòu)盡量接近公版。 當(dāng)然另一層原因，就是高通現(xiàn)在也是吃“老本”， 沒有，或者說不需要一個能與蘋果比肩的CPU架構(gòu)研發(fā)團(tuán)隊?。
為什么美國高通芯片核心必須依靠ARM？
并不僅僅是美國高通芯片核心必須依靠ARM，全球95%智能手機(jī)和平板都使用ARM架構(gòu);即使蘋果、三星、華為等廠家的手機(jī)處理芯片也是基于ARM架構(gòu)。我們一起來簡單了解一下ARM公司，以及各大廠家為什么要使用ARM架構(gòu)。
ARM公司成立于1991年，蘋果、諾基亞、Acorn、VLSI、Technology等公司的合資企業(yè)。
軟銀2016 年用 310 億美元收購了 ARM，相信軟銀大家并不陌生，阿里巴巴的**大股東;并且今日有消息生成，軟銀將出售ARM**51%的股份給**財團(tuán);如果真是如此，將對**的芯片業(yè)務(wù)發(fā)展提供較大的助力。ARM公司并不依靠自己來設(shè)計和制造處理器，而是將處理器構(gòu)架賣給有需求的公司;
蘋果、華為、三星、高通甚至小米等等，就屬于這品有需求的公司。
ARM的架構(gòu)具有低成本、低功耗、高效率的特點(diǎn)，剛好符合手機(jī)或平板的需求。處理器架構(gòu)本身的研發(fā)，需要雄厚的半導(dǎo)體集成和相應(yīng)的技術(shù)專利;研發(fā)還會耗費(fèi)大量的人力、物理、財力等，研發(fā)出來的芯片架構(gòu)性能不一定會優(yōu)于ARM。
同樣，華為、高通、蘋果等的處理器是在ARM的架構(gòu)上重新設(shè)計、具體的芯片制作任然是交給代工廠制作，例如三星和臺積電等;芯片制作的每個細(xì)節(jié)對技術(shù)均有較高的要求。
研發(fā)還會耗費(fèi)大量的人力、物理、財力等，研發(fā)出來的芯片架構(gòu)性能不一定會優(yōu)于ARM。同樣，華為、高通、蘋果等的處理器是在ARM的架構(gòu)上重新設(shè)計、具體的芯片制作任然是交給代工廠制作，例如三星和臺積電等;芯片制作的每個細(xì)節(jié)對技術(shù)均有較高的要求。
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，該指令集霸占了移動市場的全部份額，目前甚至盯上了X86的市場，包括電腦領(lǐng)域甚至是服務(wù)器領(lǐng)域，ARM的優(yōu)勢是低功耗性能，而且成本很低，這是X86無法做到的。目前蘋果已經(jīng)著手開始了ARM芯片對于英特爾X86處理器的替代，但不同于其他ARM芯片，蘋果的A系列處理器雖然也是ARM芯片，但是和ARM的關(guān)系很小，自研程度很高，不像安卓手機(jī)芯片商需要從ARM那里買核心架構(gòu)授權(quán)，所以蘋果根本不怕ARM斷供。
安卓芯片商的主要幾家，高通，華為，聯(lián)發(fā)科，都是采用的ARM公版架構(gòu)，就連一直采用自研貓鼬核心的三星也決定要放棄自研，用上公版架構(gòu)，實(shí)際上高通之前也有自研核心，但**發(fā)現(xiàn)還是公版最香，其實(shí)現(xiàn)在安卓芯片在CPU部分差別都已不大，主要還是GPU和基帶方面。
為什么蘋果可以不用買ARM的架構(gòu)核心，而其他芯片商每年都需要從ARM那里購買**版的架構(gòu)，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?yàn)闆]有自研的實(shí)力，比如三星就是自研，而且跑分還特別高，但跑分沒輸過，體驗(yàn)沒贏過。其實(shí)根本還是生態(tài)問題，生態(tài)可以認(rèn)為就是一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，華為，高通，聯(lián)發(fā)科，三星，等等其他芯片商都是安卓系統(tǒng)，安卓系統(tǒng)雖然開放的，但卻是受限于谷歌的，為了生態(tài)的統(tǒng)一性，為了減少開發(fā)人員或者各類工程人員的任務(wù)量，那么就需要遵循安卓系統(tǒng)的規(guī)則。 如果都去搞自研核心的芯片，那么這樣一來谷歌安卓就需要做大量的適配工作，針對不同的芯片進(jìn)行各種優(yōu)化，而且不光安卓系統(tǒng)，APP應(yīng)用開發(fā)商也是如此，也必須進(jìn)行各類適配工作，否則很有可能出現(xiàn)BUG，或者是應(yīng)用兼容問題。如此一來安卓的碎片化問題會更嚴(yán)重，系統(tǒng)也會越來越臃腫，這顯然不利于后續(xù)發(fā)展，所以安卓系統(tǒng)直接找ARM合作，**版本的安卓系統(tǒng)適配**版本的ARM架構(gòu)，這樣一來安卓的適配工作大大降低，只需要針對ARM的**架構(gòu)做適配，其他芯片商也只需要用ARM的公版架構(gòu)，既保證了安卓多元化的特性，同時省了很多不必要的麻煩。
所以蘋果就非常好理解了，蘋果自始至終是軟硬件一體，擁有更多自**，而且蘋果的A系列處理器每年就一款，手機(jī)機(jī)型數(shù)量也很少，在自己的圈子里，自己想怎么優(yōu)化怎么優(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也會非常容易。?目前華為雖然購買了ARM V8指令集的**授權(quán)百科，但是只要華為還在用安卓系統(tǒng)那么就必須要用ARM的**的公版架構(gòu)，否則就會出現(xiàn)很多各種各樣的問題，理論上安卓是很開放的，但想要**的體驗(yàn)，那么ARM公版架構(gòu)是**選擇，想要不依賴于ARM的公版架構(gòu)很簡單，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，不過對于國內(nèi)來說，如果想建立這樣的生態(tài)，操作系統(tǒng)只要一個就可以了，指令集也選定一個進(jìn)行發(fā)展就可以了。
同樣國內(nèi)如果形成這樣的生態(tài)也是非常有利的，畢竟我們**有著13億的人口，打造出一個軟件生態(tài)，同時再指定一個硬件指令集，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，而這個過程的首要就是打造出有生態(tài)優(yōu)勢的操作系統(tǒng)，而未來的物聯(lián)網(wǎng)就是一個難得的機(jī)會。
