成本是苹果 A15 的 2.4 倍，A16 就这点提升？

在今年的iPhone14系列发布会上，苹果对A16芯片没有花费太多笔墨。而根据后续的实测中我们可以得知，A16相较A15的整体性能提升不到20%。

有人会说，苹果已经厚颜无耻到这种地步，不仅A16挤牙膏，A15还更是一款型号用两年，也有人说摩尔定律已经失效，后续SOC的升级幅度只会越来越小。

然而我们此时回顾一下历史，会发现苹果从自己开始做定制芯片以来的这十年间，苹果已经能够将CPU性能提高100倍，GPU性能提高1000倍。

在最开始的iPhone2G、iPhone3G中，它们搭载的处理是三星的S5L8900【90nm】，单核412MHz、GPU是PowerVRMBXLite。

而到了iPhone3GS，3GS后缀的S也代表了速度(speed)，处理器相应升级为三星S5PC100【65nm】，运行频率提升到600Mhz，GPU则是PowerVRSGX535，在这台手机上，我们已经可以流畅的游玩无尽之剑、现代战争2等手游。

之所以要提及前面的三星，是因为在iPhone4时代，苹果正是基于三星这颗S5PC100魔改出了自己的A4芯片，这也是苹果内部设计的第一款SOC，当然，也有人说处理器是苹果找三星定制的，只不过打上苹果自主设计的标签。不过，真相与否这些在今天已经没那么重要了。

A4有iPhone4和iPodTouch上以800Mhz运行的版本，也有iPad上以1Ghz运行的版本，值得一提的是的，采用Cortex-A8内核的A4看重电源效率管理，删去了iPad和iPhone不需要的模块，而由于L2升级到640K，GPU升级为PowerVRSGX540，理论上每秒可以处理3500万个多边形和每秒5亿个像素，所以你甚至能用它流畅运行狂野飙车8。

到了2011年的A5，CPU和GPU都升级为双核，并且有三个版本，45nm用于手机，工艺改良版的32nm用于iPod和iPad，此外还有一个屏蔽核心板的用于appleTV，所以其实从这里，我们也能找到A15不同体质用在不同机型上的历史渊源。

A5相较A4升级幅度极大，CPU性能提升2倍，GPU提高9倍。虽然iPhone4和4S长得差不多，但两者在运行iOS7上加入的毛玻璃特效时，完全就是一个天一个地的体验，搭载A5的4S，得益于其强大的处理器性能，也因此将系统版本更新撑到了iOS9。

对了，相较A4的工作频率固定在800MHz，A5可以根据运行程序的不同而自适应工作频率。

2012，苹果A6伴随iPhone5发布，这是苹果第一款非标准ARM架构的处理器，A6采用三星32nm工艺，与A5相比，它的功耗降低了22%，速度和GPU性能均提升了2倍，拍照速度也提升了40%。

A6使用ARMv7的双核CPU，称为Swift，而这个名字后来也被苹果用在了2014年推出的新编程语言上。值得一提的是，到了A6这一代处理器是开始有一定程度的领先，也正是从这代开始，A6处理器走上了和安卓高频多核不同的道路，而是低频大核心策略。

伴随iPhone5S发布的A7处理器，基于28nm工艺制成，集成了超过10亿个晶体管，在发布会上，苹果官方自信的放出了这个CPU性能相较初代提升40倍的图片。

从这一代开始，安卓与苹果的差距越来越大，因为彼时的安卓厂商正好碰上了火龙810这个大冤种，而从其他方面来说，A7也是具有里程碑意义的，它是首个基于ArmV8架构处理器，首个用于智能手机和平板电脑的64位架构处理器，并且首次加入M7运动协助处理器，且GPU支持苹果新开发的metal游戏图像引擎。

可能由于A7牙膏挤得太猛，到了A8这里就显得平平无奇了许多。与A7相比，它的CPU性能提高了25%，GPU性能提高了50%。

然而需要注意的是，A8上的iPhone6和6Plus分辨率也有所升级，所以虽然GPU提升50%不算低，但这更多的性能开销也被吃掉，除此之外还有1G运存的锅，所以A8的iPhone6系列和A7的iPhone5S一样，系统更新只支持到了iOS12。

2015年，A9处理器来了，全体起立！

本代处理器采用了三星14nm和台积电16nm双工艺，A9也是苹果与三星签订合同制造的最后一款CPU，此后所有的A系列芯片均交由台积电制造。

当然这些都不是重点，A9作为苹果A系芯片历史上提升幅度最大的一款，相较于A8，CPU性能提升了70%，GPU提升了90%。

同样是跑GFX曼哈顿3.0，6S能达到41帧，而iPhone6只有20帧。直到2022年你还能用6S或者SE以60帧流畅运行王者荣耀。系统版本更是坚挺到了iOS15，是目前系统更新坚持时间最长的处理器，大名鼎鼎的钉子户。

iPhone7上的A10Fusion，其实也是有里程碑意义的，作为苹果首款首次采用2大+2小四核心架构的处理器，其设计概念也一直被沿用至今。

这款处理器上台积电也首次引入了新的InFO封装技术，这也是台积电能够独揽苹果芯片代工的一大原因。不过也可能是因为苹果第一次玩这种四核心架构，功耗发热控制的不太理想，所以即便它的性能提升幅度不算小，（CPU提升40%，GPU提升50%）但实际上你很难完美发挥出它的全部性能。

而到了A11处理器，可以说又带了一个全新的概念——仿生芯片。

作为苹果苹果旗下首款采用6核心架构的SOC，它采用了全新的10nm工艺，CPU多核性能提升幅度惊人，有75%，但单核性能只提了20%，创下了当时的历史最低。

值得一提的是，苹果在挖了Imagination不少高层后，终于首次在A11上采用了自主的GPU架构，但作为第一款自研GPU，表现有一点点小翻车。另外也有消息表示，苹果也正是从这段时间开始着手M系芯片的设计。在这一年，iOS11也彻底淘汰32位处理器，全面进入64位时代。

A12处理器搭载的XS、XR，也被不少用户称为新一代神机。A12基于台积电7nm工艺打造，CPU依旧是2大核+4小核的设计，其大核主频为2.49GHz，小核1.59GHz。性能较A11仿生最高提升15%，小核心功耗最多降低50%，CPU提升其实较为有限，但四核GPU比A11快50%。

GPUGFX曼哈顿3.0可以跑到148帧，相比前代高出61%。其实A12的功耗还是有些高的，但由于吃了台积电7nm的红利，在实用性上要优于A10、A11不少。

A13，又一个神仙处理器，至今仍被苹果在发布会上拿出来提：友商仍在追赶我们的A13。

A13采用台积电第二代7nmN7P工艺制造，包含了85亿个晶体管。两个高性能核心比AppleA12快20%，功耗降低30%，四个高效核心比A12快20%，功耗低40%。

A13的功耗之所以控制的如此之好，一方面也是因为苹果在上面使用数千个时钟门、数百个电压域，从而更好地控制电源使用。根据极客湾SOC天梯榜里的数据，A13也107.7分的能耗比排行第3。

伴随着iPhone12发布的A14Bionic，是首个商用的5nm芯片，它包含118亿个晶体管，搭载6核CPU和具有实时机器学习功能的4核GPU，以及16核AI处理器，每秒可进行11万亿次运算。在Geekbench5中的跑分中，单核可以到1500以上。

也就是说安卓这边如果想赶超，怕不是得等到CortexX3大核才行。。。

不过由于上代A13已经很强了，所以苹果在发布会上老奸巨猾的不和A13比，而是和上上代的A12比，官方表示，相较A12，CPU速度快40%，GPU速度快30%。

到了一款处理器用至少用两代的苹果A15，晶体管数量来到了150亿，Geekbench5单核可以跑到1700多分，用了3年的4核心终于升级到5核了，不过5核心在13系列种只有Pro搭载，标准版仍采用4核心。

可能由于这颗处理器太强了，官方标语干脆直接用“强得很”这样简单粗暴的宣传语。

不过强归强，A15在去年依然喜获提升幅度最小的处理器称号，但有一说一，也正是从最近几代的A系芯片开始，苹果更加注重能耗比，A15的能耗比优化是立竿见影的。跑分毕竟是跑分，合理的功耗控制才能为用户带来更持久良好的体验，我相信正在使用A15处理器的狐友应该感同身受。

不过，虽然A15荣获升幅度最小的处理器称号，但只坚持了一年就被A16抢去了。文章又回到了我们的开头——A16相较A15的整体性能提升不到20%。

而根据TechInsights公布的A16透视图来看，GPU对照A15几乎完全没变，犹如照抄作业一般，甚至有人说A16就是提升了主频的A15。至于最高28%的性能提升，可能还要算在LPDDR5内存的功劳上。

然而尽管A16提升有限，但生产成本却是A15的2.4倍，A15芯片的成本价格在45美元左右（约合321元），而A16芯片的成本价接近110美元（约合780元），实在是让人不解A16的钱到底花在了哪里。

限于篇幅原因，苹果A系每代处理器其实还有许多细节没有聊到，而iPad上的处理器我们也没有提及，以后有机会的话再来讲得更全面一点。

总的来说，自2008年苹果以2.78亿美元的价格收购以来，在加上随后收购多个涉及CPU设计、GPU图像处理等公司的手笔，苹果想要做自研处理器的决心至少早在十几年前就已经有了。

而今年苹果A系成为当之无愧的移动端最强SOC，并且逐步在电脑端使用ARM架构的处理器，其研发人员在背后的心血以及投入的资金都是难以想象的，而正是这些提前的的规划布局，以及每一代积累的经验，才得到了如今苹果自研芯片的诸多成果。

参考资料：

快科技:苹果A16芯片透视图出炉：GPU简直照抄A15

知乎：如何评价苹果历代处理器？

百度百科：苹果A系芯片

半导体行业观察：苹果A系列芯片，辉煌不再？