性能大跨步? iPhone5S之A7处理器猜想

回顾了一下三星Exynos处理器和苹果A系列处理器的发展历程，对即将到来的苹果iPhone5S所搭载的A7处理器产生了一些想法，与大家一起分享。鉴于“肚子里的墨水”有限，难免有思考不当之处，感谢大家指正！

现在我们已经都知道，苹果iPhone5S即将在北京时间9月11日凌晨1点发布，并且会在早上10点在中国等国家召开独立发布会，的确体现了苹果对尤其包括中国在内的美国以外市场的更加重视。基本每次苹果发布新品都不会过多的公布硬件细节，最多只是简洁明了的表达性能提升X倍等等类似的意思。所以估计即便iPhone5S发布时，苹果也只会公布一个“搭载全新A7处理器，性能提升X倍”之类的意思，至于其主频、架构、制程工艺和具体的GPU还得后续靠大家自己参透。

一定有一些网友朋友知道，苹果处理器和三星处理器是有着不可否认的渊源，至少在目前为止，三星还一直是苹果处理器的代工厂商。苹果第一代的A4处理器就是由后来被追认为第一代三星“Exynos系列”的Exynos3310（代号“蜂鸟”）略有改动之后而来。不过此后的A系列处理器基本都是由苹果设计、三星代工而已，但是不可否认，三星“Exynos系列”和苹果“A系列”是属于一个“祖宗”的不同分支，具有相同的“DNA”，而二者之后的发展更是存在一定的竞争关系，所以即便有点盲人摸象的感觉，不过我们顺着三星Exynos和苹果A系列各自发展的轨道多少能够摸出一些下一代苹果A7处理器的面庞。

（注：本文暂忽略系统、SoC大小、ALU单元等等细节。）

三星Exynos/苹果A系同宗同源到分化

在最初的三星GALAXY S所搭载的三星Exynos3110和苹果iPhone4的A4相似之处还非常多。A4其实是在三星Exynos3110的基础上做出了一些细节上的改动，比如二级缓存由后者的512KB增加到了600KB，同时去除了一些接口部件等等，且此时A4配备的GPU为PowerVR SGX535，而三星为PowerVR SGX540；不过二者都是基于ARMv7指令集（截至目前此项尚未有升级）、Cortex-A8架构、45纳米制程工艺，且CPU均为单核。

随着三星Exynos和苹果A系列按照各自轨道的发展，二者越往后的进化越体现出了不同的“习性”，好像生物的繁衍一样。

2011年，三星发布了真正意义上的第一款Exynos处理器猎户座Exynos4210，并搭载在三星GALAXY S2上和第一代Note等机型上。Exynos4210依然是45纳米制程工艺，不过升级为了Cortex-A9架构，且为双核，主频1.2GHz，同时配以Mali-400MP4（四核）GPU。

而苹果A4的下一代A5处理器也开始升级为Cortex-A9架构，最高主频1GHz（但搭载在iPhone4S上的是800MHz）。不过32纳米已经开始“光顾”苹果A5，即A5采用的是45纳米+32纳米同步双核；且此时苹果A5的二级缓存提升到了1MB。另外，这一代，与Exynos和A系列相协作的GPU也出现了差异，三星改用Mali-400MP4，苹果仍为Imagination Technologies旗下PowerVR系列，不过升级为PowerVR SGX543MP2（双核）。

（苹果之后的A5X的GPU核数增加到了4核，并未应用到iPhone上，应用在了iPad3当中。）

三星Exynos/苹果A系各自为政

鉴于32纳米已经开始“光顾”苹果，所以在同年（2011年9月）后半年，三星又干脆直接推出了一款完全是32纳米的Cortex-A9双核Exynos4212，且CPU主频（1.5GHz）、GPU主频（同样为Mali-400MP4，由266Mhz提升到400MHz）、内存性能（DDR3）都有所提升。不过这款处理器此时并未着重应用到三星机型当中。之后升级的四核CPU才是重点。

2012年初，三星发布了旗下的四核处理器Exynos 4412，基于Cortex-A9，主频1.4-1.6GHz，32纳米高K金属栅极（HKMG）制程工艺，GPU与上代相同。此款处理器搭载在了当年的三星GALAXY S3和Note2等机型当中（Note2的GPU频率有所提升）。

同年低的苹果iPhone5上的苹果A6也终于完全提升到了32纳米HKMG制程工艺，指令集略微小改为ARMv7s。A6算是苹果处理器的一次大的自主改进，苹果自主命名了“swift”架构（和高通Krait等意思类似，依然是基于ARM），具有部分Cortex-A15特性，不过主频并不惊艳，为1.3GHz；同时其GPU为PowerVR SGX543MP3（三核），核心数多于A5的双核，少于A5X（iPad3采用）的四核。

之后搭载在iPad4上的A6X将处理器主频提升到了1.4GHz，GPU首次升级到了PowerVR SGX554MP4。

因为苹果的“自主路线”，此时的三星Exynos和苹果A系已经基本更加各自为政，互相之间的差异极大，基本看不出来是同一个“祖宗”了。不过二者的竞争关系还是存在的，所以下面继续顺着Exynos的藤往下摸A7的瓜也还多少有点依据来源……

三星两Cortex-A15双四核等A7挑战

三星GALAXY S4时代正式采用了基于ARM big.Little架构的双四核——三星Exynos 5 Octa之Exynos5410，当然从最高性能角度上还得看其中正式的Cortex-A15四核（1.2-1.8GHz主频），且此时已经将制程工艺带到了28纳米，GPU又回到了最初和苹果同一轨道的PowerVR的PowerVR SGX544MP3，超越了苹果iPhone5的A5中的PowerVR SGX543MP2。（此前配备32纳米、Mali-T604的Cortex-A15双核Exynos5250未主要搭载在三星机型当中，也与此文关联不大，暂忽略。）

iPhone5S所搭载的A7可能性猜想结果：

从制程工艺上说，三星已经有两款旗舰进入28纳米时代，此时苹果再不涉及28纳米似乎就说不过去了。

从核心数量和架构上说，三星在Exynos4412时代便已经进入了四核，只不过是基于Cortex-A9架构，而之后苹果A6以具有Cortex-A15部分特性的swift自主架构率先勾搭上了Cortex-A15，所以避开了与Exynos的核心数量之争，仍为双核，但性能不输。所以苹果A7在这方面可能会有两种选项：要么要将核心数量直接提升为四核，即四核swift；要么在其swift架构本身上做文章，将其性能至少提升到Cortex-A15以上（或直接提升主频、或内部微调，比如传言的基于ARMv8指令集，进入64位时代）。