[CNMO科技]每年的9月，苹果都会带来全新一代iPhone新机，而在今年，苹果将会在iPhone16Pro上配备最新的A18芯片。每年苹果在A系列芯片上的更新都吸引了不少人关注，有关的消息也在发布前被各种体积。而通过苹果新推出的M4芯片，我们或许可以看到A18的影子，甚至还可以推断可能会存在的M3Ultra芯片大概会有什么样的表现。
苹果通过自研芯片已经让自己尝到了不少甜头，经过多年A系列芯片的迭代，iPhone在处理能力和性能上一直处于领先地位。而在Mac方面，苹果的M芯片现已进入第四代，并以其独特的方式影响这PC行业。事实上，因为M4芯片在M3Ultra芯片出现前就已经发布，它也在某种程度上影响了苹果自己。
苹果的移动端芯片系列正以每年一代的速度迭代，Mac芯片也紧随其后。随着新iPad的发布，更多人将关注点放在了苹果下一代的A系列和M系列芯片上。通过对以往的芯片发布情况以及iPadPro中新M4芯片的分析，或许能给我们一些关于苹果即将推出的产品的线索。
在上述所关注的两个芯片系列中，M系列可能更难以预测。这是因为苹果在M系列中每一代都会发布更多的芯片，相比之下，A系列同代产品则少得多，仅在每个芯片的核心数量有小幅变化。作为对比，苹果在四代M系列产品中总共发布了12款芯片。
在目前公布的M系列芯片中，M1和M2芯片有标准版、Pro版、Max版和Ultra版。M3有标准版、Pro版和Max版，Ultra版也即将推出，而M4目前只有标准版已经发布。随着时间的推移，苹果可能在每一代芯片的每个级别上都做出改进，从而显示出更大的进步，这几乎已经成为一种固定戏码。
考虑到苹果在不同代际芯片之间的技术进步是可预期的，这使得对新芯片的推测相对容易。这包括到目前为止尚未发布的M3Ultra和新的其他M4系列芯片。
搭载M4核心的iPad Pro
首先，M系列每一代的基础版通常是八核设计。分为4个性能核心和4个能效核心。不过这一趋势在M4中发生了变化，苹果使用了九核或十核设计。两种版本都有六个能效核心，但性能核心要么是三个，要么是四个。
Pro和Max芯片通常有更多的核心可用，M3最多可达16核。在那款芯片中，它分为12个性能核心和四个能效核心。Ultra芯片实际上是两个Max芯片的结合体，其表现与同代的Max版芯片相比，许多参数都翻倍了。
此外，GPU核心数量也随着时间的推移逐渐增长，从M1的7或8个增加到M4的10个。而神经引擎（NPU）在苹果M芯片的整个生命周期中都保持16核，Ultra芯片则为32核。然而，由于每个核心的晶体管数量增加，每代之间的性能表现还是有所提升的。
对于M1来说，NPU每秒的运算次数是11万亿次，M2增加到15.8万亿次，M3为18万亿次。在M4中，情况发生了巨大变化，苹果声称它能够每秒进行38万亿次运算。这是M3NPU性能的两倍多。
除了核心数外，另一个提高性能的因素是内存带宽。M1的内存带宽仅为68.25GB/s，M1Pro上升到200GB/s，M1Max为400GB/s，M1Ultra为800GB/s。内存带宽在一段时间内变化得相当厉害，例如M3Pro为150GB/s带宽，而M4则来到了120GB/s。
相比于复杂的变量分析，其实还有判断性能表现更简单的方法，那就是查看实际的性能测试数据。下图展示了已发布的M系列芯片的Geekbench单核和多核成绩。虽然这种基准测试结果可能并不完美。例如，Pro和Max芯片之间的基准测试差异并不大。但在实际使用过程中，二者在部分场景下却差距巨大，但这并非普遍情况。
M系列芯片Geekbench跑分
该组数据中，表现较为异常的是M4，因为它是唯一一个基于iPadPro进行测试的芯片。鉴于它所拥有的性能水平，其对于结果应该不会有太大影响，但它没有像其Mac那样获得更好的散热条件。不过结果显示，越是后出的和更高等级的芯片，性能总体上表现越好。这并不令人惊讶，但也并非完全有帮助。
换个角度想，我们应该看看每一代的基础版芯片：M1、M2、M3和M4。仅将这四个芯片进行对比，你就可以明显看到代际间的提升，而且这种提升越往后幅度也越大。从M1到M2，其单核性能提升了12%，多核提升了16%。而从M3到M4，它们分别增长了22%和27%。
每一代M系列基础版芯片Geekbench跑分
不过由于Pro、Max和Ultra芯片之间存在一些较大的差异，它们并不太适合这样对比。比如，M3Pro的多核得分仅比M2Pro高出7%，部分原因是苹果在该版本中改变了性能核心和效率核心的比例。至于M3Ultra，虽然数据可能不完全准确，但我们可以使用这些数据和其他已发布苹果芯片的规格来对其硬件水准进行合理猜测。
M2-M4单核多核增长幅度
最容易猜测的是M3Ultra，它很可能在WWDC上亮相。如果苹果保持一贯的做法，M3Ultra将在各方面的表现都是M3Max的两倍，但这只是一个合理的猜测，因为在M3中没有像M1和M2中那样明显的“硬连接”。理论上看，M3Ultra可能会配备28或32核心的CPU，其中包括20或24个性能核心和八个能效核心，其还将有一个32核心的神经引擎，每秒可进行36万亿次计算，以及800GB/s的内存带宽。
至于M4Pro、Max和Ultra，我们可以依照M3的各种变体，并将许多规格小幅提高，以得出一个大致的数字。例如，M4Pro可能像M3Pro一样有11或12个CPU核心。但由于苹果增加了M4的核心数量，Pro版可能会增加到13甚至14个核心。M4Max则可能等同于M3Max的14或16个核心数量。同样，M4Ultra可以在M4Max的基础上再翻倍。
而在GPU核心上，苹果可能会适度增加数量，例如Pro可能会有16到20个核心，Max则是40到50个。苹果喜欢在一代产品中保持神经引擎的一致性，因此M4的16核38TOPS将扩展到Pro和Max上。而Ultra版在翻倍后将达到76TOPS。
如果M4Pro和Max在性能上的提升与M4有同样的幅度的话，那么新的数据可能会令人惊讶。以M3Max为例，在基于22%的提升下，其单核性能在Geekbench中可能达到3800左右。如果保持27%的提升，多核性能可能超过26000。但这还都只是猜测，具体情况还得到芯片发布时才能揭晓。
像M系列一样，A系列芯片多年来也经历了长期的更新。由于苹果的设计团队同时负责这两条芯片线，我们很容易期望两者之间有相当多的相似之处。
实际上，苹果的M系列最初是基于其构建A系列芯片的经验而开发的。虽然二者有很多相似之处，但也存在不少差异。因为A系列主要是为iPhone和iPad设计的，而不是为Mac设计的。由于苹果移动设备上没有主动散热，苹果必须让A系列芯片能够以更低的温度运行。此外，大部分iPhone用户也不会用手机去处理高负载内容。从A13开始，苹果在A系列芯片上使用了一个包含两个性能核心和四个能效核心在内的六核设计。这比大多数M系列核心少了两个性能核心。
搭载A17 Pro的iPhone 15 Pro系列
出于同样的原因，A系列的GPU也受到影响，因此使用的核心数量也更少。A13和A14有四个GPU核心，A15和A16有五个，A17Pro有六个。如果从A14开始与M1并列一起往上看则能发现，除了A17和M4分别有六个核心和十个核心，其于的A系列是M系列核心数量的一半。
然而，由于苹果通常在一个芯片上提供两个不同GPU核心数量，而到目前为止M4只提供了一个，因此第一个使用该芯片的Mac可能会采用第二个选项。跟随趋势，那应该是一个12核的版本。A系列中的NPU有16个核心，与M系列一致。但是，其性能似乎又与M芯片相似。A14的神经引擎可以像M1一样执行每秒11万亿次操作，A15的15.8万亿次也与M2相同。A16稍有不同，为17万亿次，而M3为18万亿次。与M4一样，A17Pro的NPU性能提升至每秒38万亿次。
在制造工艺上，A系列与M系列也有着一定的关联，从A14和A15的5nm开始，A16提升至4nm，A17Pro达到3nm。这再次在某种程度上与M系列看齐，除了M3直接跳过4nm直接到3nm。
性能方面，A系列见证了性能的不端提升。在Geekbench中，iPhone的性能从A13的单核1722和多核3848得分开始，A14的单核性能突破了2000，多核几乎达到了5000。而在A17Pro上，其单核得分为2899，多核为7202。
近几代A系列芯片跑分
从A13到A17Pro，A系列芯片单核性能在四年内增长了68%，但多核在同一时间内提升了87%。从迭代来看，A14的单核性能比A13提高了22%，多核版本提高了26%。在随后的几年中，增长幅度有所降低，每年在10%到16%之间。而在A17Pro上，单核和多核的升级分别为13%和10%。
仅从规格和数据来看，我们可以对A18的样子有一个很好的猜测。首先，苹果似乎倾向于随着时间的推移保持其六核布局，因此两个性能核心和四个能效核心的做法可能仍然会被保留。由于散热限制，苹果不太可能在GPU核心计数上改变以往的规律，因此A18像A17Pro一样保持六个核心有着很大的可能性。而在性能方面，按照之前的规律，A18相比A17Pro在Geekbench上的性能提升至少在10%以上。这意味着单核测试的得分可能在3200左右，多核为7900左右。
A系列芯片单核多核提升幅度
A18真正的提升应该是在AI方面，这可能也是iPhone16Pro此次主打的升级点。有传言称，苹果将加强其芯片的AI能力以为iPhone的AI功能打下基础。不过，苹果已经在A17上做出了一些改变，将A16的NPU运算能力翻倍至每秒38万亿。
如果苹果想要在AI方面发力的话，应该会在NPU上做文章，这应该意味苹果可能会升级更强大的NPU核心，或者提升原有核心的数量，亦或者将二者结合。无论苹果最终如何做，相信未来想要入手Mac的用户都会密切关注。因为苹果拿出了什么样的A18芯片，将决定未来M5将会沿着同样的方向发展。
