一只iPhone的全球之旅 第11章 誰給了iPhone一顆強大的芯(2)
    硅谷——蘋果自己開發了一款芯片(“蘋果”牌芯片簡史)

    下面來說說ARM和iPhone的關系。

    在第一代iPhone中,蘋果一直從三星公司采購ARM架構的芯片。不過,這些芯片在給iPhone帶來強大性能的同時,也同樣存在大量的問題。

    首先,電池續航時間一直是此前幾代iPhone最令人詬病之處。

    在此之前,iPhone3G和iPhone3GS在業界所有智能手機中被認為電池性能是最差的。相比之下,諾基亞和RIM(黑莓)的智能手機的電池壽命都遠超iPhone。

    盡管3G和Wi-Fi無線電是智能手機電池最大的消耗來源,制約了所有3G設備的電池性能,但iPhone的效率還是特別低。

    前幾代的iPhone電池是如此之差,以至於難以用一塊電池支撐一個工作日,甚至是適度使用情況也不行,這導致它對於許多主管、銷售以及其他高端專業人士來說就是一款華而不實的設備。

    這在很大程度上表明,前幾代iPhone使用的芯片功耗依舊很高,成為iPhone強大性能的犧牲品,影響了iPhone的使用體驗。

    喬布斯並非對此問題漠然不知。從此後蘋果的一系列動作可以發現,蘋果一直希望改善這種糟糕的狀況。甚至可以說,蘋果為了改進芯片性能,作出了極大的冒險。

    在第一代iPhone發布不久,美國業內就一直在盛傳,下一代的iPhone可能會使用英特爾的Atom處理器,不過這種傳言最終不攻自破。

    至於為什麼iPhone沒有使用英特爾的芯片不得而知,但有一點是可以肯定的:英特爾的芯片的功耗一直居高不下,即使Atom處理器已經改進很多,但是相比於同級別的ARM架構處理器,Atom實在是太耗電了。

    當時據熟悉蘋果的知情人士透露,蘋果的確計劃為iPhone配備IntelAtom處理器,但是如此一來蘋果便要重新設計iPhone的很多軟件程序,顯然這樣的策略並不劃算。

    此外,此前一個公開的秘密是,幾代iPhone所采用的ARM處理器是由三星電子制造的,它在便攜式多媒體播放和網絡應用方面的功能比較突出。

    如果蘋果繼續使用ARM架構的處理器,就不用再重新設計相應的軟件。

    在2008年前後,種種跡象表明蘋果已經作出了一個大膽的決定,那就是自己研發處理器——這是一項難度很大的工程,對於沒有芯片研發經驗的蘋果來說,這又是另一項冒險。

    這並不是蘋果第一次在芯片問題上受傷。事實上,在此之前英特爾一直壟斷著整個PC處理器市場,幾乎所有PC廠商都受制於這種狀況,而蘋果對此也深有體會。此前蘋果的Mac電腦在PowerPC和Intel兩個處理器平台之間切換曾給蘋果帶來不少麻煩。

    隨著移動設備出貨量猛增,假如蘋果開始自己設計芯片,很可能會顯著降低蘋果產品的成本。此外,移動市場具有廣闊的增長空間,或許正是基於這些考慮,使得蘋果在移動市場建立之初就確立了自主研發處理器的方向。

    為了獲得對競爭對手的比較優勢,蘋果公司花了幾年時間完成芯片人才的積累。蘋果挖來了AMD公司的兩名高管RajaKoduri以及BobDrebin,與此同時,蘋果還進行了幾項大手筆的收購。

    在2008年4月下旬,蘋果公司耗資2.78億美元收購了致力於PowerPC架構處理器研發的P.ASemi公司,之後業界認為蘋果未來會為旗下的產品研發PowerPC處理器。

    事實上在此之前,蘋果就已經持有這家公司的股份。在2005年時,蘋果曾考慮過收購P.A.Semi公司,不過當時蘋果也准備將其處理器平台從PowerPC轉換到英特爾公司的x86處理器平台,這讓P.A.Semi陷入困難境地。

    因為P.A.Semi生產的處理器是基於PowerPC處理器平台架構的,也是蘋果之前一直采用的處理器架構,而蘋果最終決定將處理器轉換到英特爾平台上來,也停止了與P.A.Semi的談判,P.A.Semi也因此損失一大筆可能的資金注入。

    三年之後,在移動便攜設備方面的前景使得蘋果對高效能低功耗處理器的需求增大,蘋果再次看到了P.A.Semi團隊的價值,但問題是,在過去幾年中P.A.Semi公司從風險資本那裡獲得的資金幾乎已經耗盡,已經無法獨立完成新芯片的設計。唯一的辦法就是,蘋果拿錢來償付給P.A.Semi公司的其他投資者,購買全部股份,完全收購P.A.Semi。

    而蘋果公司當時持有超過150億美元的現金,完全有能力收購P.A.Semi公司,最終蘋果向P.A.Semi公司支付2.78億美元完成收購。而就像喬布斯所說的,P.A.Semi公司最值錢的部分就是P.A.Semi團隊的專業技術和專利。

    在2008年年中時,此前供職於P.A.Semi的蘋果芯片研發部門高級經理Wei-hanLien透露,蘋果正在設計用於未來iPhone手機的ARM架構處理器,這種處理器的多媒體性能將會非常出色。

    與此同時,蘋果在2008年中獲得了ARM的芯片技術授權。這意味著,蘋果可以從核心處理器電路設計的煩惱中解脫出來,並在ARM公司的基礎上開始工作。

    在獲得了ARM的授權後,蘋果開始根據ARM公司的核心處理器電路設計在自己的需要基礎上作一些後續設計。

    “蘋果自己研發芯片是一個很好的案例,這說明一個公司采用了ARM的技術再去開發一個操作系統,也能夠獲得成功。”2010年11月26日,ARM公司總裁都德·布朗向筆者評價道。

    2010年4月28日,蘋果以約1.21億美元的價格收購了小型芯片公司Intrinsity。這是一家位於得克薩斯州奧斯汀的企業,以與三星合作開發移動設備用高速芯片而著稱,同時也是蘋果的合作伙伴和競爭對手。

    此時,業界已經普遍認為搭載在iPad上的A4芯片使用了該公司的產品,Intrinsity的Hummingbird產品是A4處理器的主要計算引擎。

    這起並購使得蘋果能夠根據自己對移動設備處理器的功耗需求進行定制生產,免受第三方芯片公司的產品質量、周期和成本波動等影響,進而使得公司的移動設備能夠在處理器速度、續航能力等方面領先於其他競爭對手的產品。

    蘋果A4芯片浮出水面

    在經過了艱苦的研發之後,A4芯片在2010年1月27日隨著iPad被蘋果正式發布,並於2010年3月投產。此後,A4芯片又正式搭載在iPhone4中。

    喬布斯在2010年初iPad發布會上對此高度評價:“iPad是由我們自己設計的芯片驅動的,我們蘋果公司有一個優秀的芯片自主研發團隊。iPad裝備了我們自主設計的A4芯片,這是至今為止我們所用的最高端的芯片產品,內部集成了處理器核心、GPU(圖形處理器)核心、I/O(輸入輸出端口)核心和內存控制器,所有這些功能都被集成在一塊性能強勁的A4芯片中。”

    蘋果宣稱A4芯片省電性能極佳,裝備了這款SCO芯片的iPad平板電腦電池續航時間可達10小時左右,待機時間則可長達一個多月。

    此後發布的iPhone4搭載了和iPad相同的AppleA4處理器。

    A顯然代表“蘋果”的意思,A4和iPhone3GS中所采用的三星ARM處理器的差異之處在於處理器的核心頻率及核心架構。A4為ARM的Cortex-A9核心,運行頻率為1GHz,而iPhone3GS的ARM處理器則為Cortex-A8核心,頻率600MHz。

    根據《紐約時報》的推測,A4芯片的開發費用高達10億美元——對於一家消費電子廠商來說,這筆支出絕對驚人。在此之前,絕大多數的PC廠商和智能手機廠商都傾向於采購其他公司開發的芯片。

    不過,蘋果的確有理由為iPhone和iPad量身定做芯片——蘋果需要的是更低功耗,功能更強大的芯片,目前市面上沒有任何一款芯片能夠直接滿足蘋果的需求。

    “蘋果是第一家敢於打破由英特爾和微軟壟斷的終端設備廠商。”美國芯片行業資深人士弗雷德·韋伯對此評價道。

    ARM公司總裁都德·布朗事後對筆者總結了蘋果自己研發芯片獲得成功的原因:“蘋果公司有著經驗十分豐富的工程師,所以他們在ARM基礎上自己設計的A4芯片獲得了成功。當然,他們也不是完全從頭開始做的……”

    事實上,此時ARM剛剛開發出了全新的Cortex-A9產品,這一產品的主頻達到了1GHz。ARMCortex-A9架構采用2/4核設計,是ARM繼Cortex-A8之後的下一代產品。

    在iPad和iPhone4發布之後,一些專業的IT分析公司很快開始給出了蘋果A4芯片功耗的研究報告。

    UBMTechInsights公司在對A4芯片進行研究後評價道:“這款產品具有高效的CPU設計,這與那些采用先進工藝節點、在關鍵路徑優化方面有所創新的基於ARM的類似設備所公開的指標一致。不過,蘋果是首家向市場推出這種等級產品的公司。”

    該公司對蘋果應用處理器的硅片分析表明,蘋果公司先是在iPodTouch系列產品上應用這種新技術,然後在iPhone系列產品上應用相同的技術。

    iPhone和iPhone3G的應用處理器都是使用三星公司的90nm(納米)嵌入式DRAM工藝。
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