在如今的移动处理器领域，苹果无疑是性能项目的头号玩家。在iPhone 13发布会上，苹果产品营销副总裁Kaiann Drance直言道，友商们还在苦苦追赶苹果两年前的芯片。

从各项基准成绩和实际体验来看，这是不争的事实。那为什么苹果能做到这个地步呢？今天我们就来聊一聊，让苹果芯片更强的关键性因素。

大缓存仅此一家

常常折腾电脑的小伙伴，应该听说过一个概念：处理器缓存（Cache）越大性能越好。这句话并不准确，但也说对了一半，更准确一点的说法是，在处理器结构和工艺相近的情况下，缓存越大性能越好。

从原理上来说，处理器缓存是CPU与内存之间的临时数据交换器，一般集成于处理器内部，用于解决CPU处理速度与内存读写速度不匹配的矛盾。现代的电脑处理器一般具有L1、L2、L3三级缓存，L1缓存离CPU最近，速度最快、容量最小，L3缓存速度较慢（只是相对而言，其实一点都不慢）、容量最大。这里的快慢是相对而言的，无论哪一级缓存，速度都要比内存和硬盘更快。

苹果的自研处理器一直偏爱大缓存设计。从2013年iPhone 5S上的A7处理器开始，苹果仿照桌面处理器，率先在智能手机上使用了L3缓存，具有1MB L2缓存和4MB L3缓存，A8缓存规格与此相同。

此后的A9、A10处理器，苹果用上了3MB L2缓存和4MB L3缓存。而安卓手机这边呢？ARM直到Cortex-A75这一代，才为其公版架构加入L3缓存，最大可达4MB，那是2017年的夏天。

首款采用Cortex-A75内核的高通处理器平台是骁龙845，直到这一年的冬天才面世，具有2MB L3缓存（没有堆满），等到搭载该芯片的手机上市，又是2018年的事情了。而另一边，苹果2017年的A11芯片取消了L3缓存，但将L2缓存增加到8MB，比骁龙845三个级别缓存加起来都多。

2019年，苹果A13随iPhone 11系列一同亮相，保持8MB L2缓存规格的同时，首次引入系统级缓存（System Level Cache）作为处理器的最后一级缓存，容量达到16MB。它可以充当芯片上所有IP的共享缓存，原理与AMD显卡的无限缓存（Infinity Cache）类似。

安卓平台这边，高通紧随苹果之后发布骁龙865，同样引入系统级缓存设计。不过高通这一次依然不够大胆，骁龙865系统级缓存只有3MB，比起A13的16MB相去甚远。另外骁龙865的L1、L2、L3缓存加起来也不过68MB，还不及A13的L2缓存大。

到了iPhone 13这一代，满血A15的缓存容量已经接近桌面处理器水平，性能核心L2缓存增至12MB，持平M1，而骁龙888的L2+L3缓存总共才6.5MB。同时A15的系统级缓存增至32MB，而骁龙888只有3MB，华为的麒麟9000堆到8MB，但比起A15还是要落后不少。

只因舍得花钱

大缓存对性能提升这么直接，为什么苹果之外的厂商都不爱用呢？这是因为，苹果的芯片比其他厂商的更“大”。一是物理意义上的大，即芯片面积；二是价格意义上的大，即成本更高。此二者又是相辅相成的，正所谓芯片空间寸土寸金，芯片占用空间越大，成本就越高。根据Linley集团2016年的一份报告，苹果A10芯片的核心面积大约是竞品高端移动CPU的两倍。

再讲回我们前面谈论的缓存配置，苹果在A13上加入系统级缓存后，芯片上的SRAM面积直接翻了一番。苹果在处理器缓存的价码越下越大，不仅直接地增加了物料成本，加上对公版处理器架构的大量改动，对工艺制程和设计能力的要求也是越来越高，进一步拉高了芯片成本。

苹果之所以能这么做，因为它卖的是成品的手机，而不是芯片。苹果造出来的芯片仅供自家产品所用，不卖给别的厂商，也就不用考虑太多的成本因素。安卓手机的两大SoC供应商是高通与三星，为了卖芯片，高通和三星免不了要和手机厂商讨价还价，也就不得不考虑芯片成本的问题。 

这可以说是苹果绝无仅有的优势，据Counterpoint的数据，苹果iPhone以不到20%的智能手机出货量份额，掌控着全球70%左右的利润，多的时候能到80%以上。有这么高的利润，苹果可以大举投入资金，反哺芯片研发和制造环节。苹果做手机真的太赚钱了，多花些钱造芯片又算什么呢？

快人一步的苹果

从2010年的A4到2021年的A15，再到今年的M1 Ultra，苹果的自研芯片历程只有短短12年。对于芯片这一行业来说，时间并不算长，苹果对手们的资历要比这长得多。

华为旗下的海思成立于2004年，2008年发布第一代自研芯片K3V1。高通于2005年宣布进军手机处理器领域，其功能机处理器平台最早于2006年推出。

三星2002年就为Danger Hiptop打造了智能手机处理器S3C44B0X，上世纪90年代便已投身ARM媒体播放器芯片研发。主攻PC领域的英特尔、AMD、英伟达、IBM，还有退出了处理器市场的摩托罗拉，无一不是身经百战数十年的代表。

与其他对手不一样的是，苹果这12年，迈出了几个大跨步。在推出首款自研处理器芯片之前，苹果进行了一系列重磅收购，最著名的两笔是2008年收购PA Semi，以及2010年收购Intrinsity，苹果造芯梦之队班底由此而来。这两家公司的造芯历史，可以追溯到上世纪八九十年代，是芯片行业的老资历。 

踏上自研芯片之路后，苹果没有停止锐意探索的脚步。早在2013年的A7处理器上，苹果就用上了64位处理器架构。高通对此不屑一顾，一位高管还宣称64位A7处理器只是噱头。数月之后，高通才后知后觉地做起了64位处理器，慢人一步。从进军64位处理器开始，苹果就抢占了领先身位，并保持至今。

值得一提的是，ARM在2016年推出了一项计划，让芯片合作伙伴更早地接触其最新CPU设计，以便开展设计和调校。从苹果自研处理器的步伐来看，或许苹果早早就在做这件事了。

性能不是全部

谈及智能手机的性能，我们免不了会触及“性能过剩论”，即如今的智能手机性能已经够用，性能再强也是过剩。其实无论智能手机还是电脑，硬件性能都不会有够用一说，至少在可预见的时间内是如此。

计算机领域有一个著名的安迪-比尔定律，“安迪给多少，比尔就拿走多少。”大意是，新硬件带来的性能提升，都会被新软件消耗掉。反过来说，开发者针对软件的更新，都是瞄准新硬件的性能来打造的，也必将消耗更多的硬件性能。购买手机或电脑时，设备的硬件性能越强，当然尽可能用的长久。

从另一个角度看，“性能过剩论”的出现也在告诉我们，在硬件性能可以满足日常使用之后，人们开始关注传统CPU、GPU性能之外的多维度体验，比如AI性能、图形处理性能、网络速率等，这与识图能力、相机表现等体验息息相关。或许，人们对性能的无感，正是硬件性能水平高的体现吧。