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蘋果公司的ARM架構處理器 来自维基百科,自由的百科全书
Apple晶片[1][2](英語:Apple silicon)是對蘋果公司使用ARM架構設計的單晶片系統(SoC)和封裝體系(SiP)處理器之總稱。它廣泛運用在iPhone、iPad、Mac和Apple Watch以及HomePod和Apple TV等蘋果公司產品。
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蘋果公司不具有生產晶片的業務,所有Apple晶片均由其他晶片代工企業,如三星、台積電進行製造。第一款蘋果公司自行設計的晶片是應用在iPhone 4上的Apple A4。蘋果的後續新產品線,包括AirPods、Apple Watch、HomePod,從一開始均使用Apple晶片。在2020年6月的Apple 全球開發者大會上,蘋果公司行政總裁Tim Cook正式宣佈,Mac電腦系列將在兩年內從Intel公司的CPU遷移至自行設計的Apple晶片[3]。Mac Pro是最後一款搭載Intel處理器的蘋果產品,在2023年6月遷移至M2 Ultra,至此所有蘋果產品皆搭載Apple晶片。
考慮到不同類型裝置的應用場景,蘋果公司設計的晶片也分為不同系列。通常每款晶片以大寫字母搭配數碼的方式命名,其中字母表示所屬系列,數碼代表第幾代。部分產品還會帶上字母後綴,表示在該架構上的加強款。
A 系列晶片基於ARM架構,包括了CPU、GPU、緩衝記憶體等元件。使用於iPhone、iPad、iPad Air、iPad Pro(第一代、第二代、第三代、第四代、第五代、第六代、第七代)、iPad mini、iPod touch、Apple TV、HomePod和Studio Display 產品上。自2015年發佈的iPad Pro(第一代)開始,所有 A 系列晶片均由台積電 代工。
A 系列晶片歷史 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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S系列晶片是整合了隨機存取記憶體、儲存裝置和無線連結處理器的客製系統單晶片,用於Apple Watch、HomePod Mini和第二代HomePod中。
H系列做為藍牙無線音頻的晶片,用於第二代及之後的AirPods系列、AirPods Max或AirPods Pro所有機型中,以及部分Beats系列。
T系列晶片用於Mac產品線的部分產品,做為安全開機、硬件加密等系統安全相關之晶片。該系列現已整合進M系列中。
蘋果公司於2023年6月5日在Apple 全球開發者大會上宣佈推出Apple R1。它使用於Apple Vision Pro 頭戴式電子裝置。Apple R1專用於即時處理感測器輸入,並向顯示器提供極低延遲的圖像。[4]
作為超寬頻(Ultra Wideband)晶片
首次用於2019年發佈的iPhone 11系列,此後發佈的iPhone皆具有此晶片。此外AirTag與AirPods Pro(第二代)充電盒也有搭載。
首次用於2024年發佈的Apple Watch Series 9與Apple Watch Ultra 2,還有iPhone 15系列。
M系列晶片是蘋果公司第一款基於ARM架構的自研處理器單晶片系統(SoC),作為Mac向Apple晶片遷移計劃的一部分,為麥金塔電腦產品線提供中央處理器,取代沿用多年的英特爾微處理器。首次亮相於2020年11月的線上發佈會,其中發佈了首款晶片M1,並用於三款新Mac產品[5]M系列晶片的後續產品,將會繼續搭載於使用Apple晶片的Mac產品上。
早在iPhone 5S發佈時,蘋果公司首次發佈和A7處理器配合工作的協處理器M7,之後每年iPhone系列換代,M系列協處理器都會伴隨着上升一個代數。一直持續到iPhone 8系列和iPhone X發佈為止[8]。此後蘋果公司不再於官方宣傳和規格參數資料中表明M系列協處理器的存在[9],並且在機型比較的頁面中將舊產品的這一部分抹去。儘管如此,之後的每一代A系列晶片中都內建有運動協處理器,做為加速度計、陀螺儀和指南針等感測器的資料收集與處理。
名稱 | 型號 | 圖片 | 半導體製程 | 裸晶尺寸 | 電晶體數目 | CPU ISA | CPU | CPU緩衝記憶體 | GPU FLOPS FP32/FP16 | AI 加速器 | 主記憶體 | 推出 | 應用產品 | 初始作業系統 | 最終作業系統 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
APL0098 | 90 nm[10] | 72 mm2 [11] | ARMv6 | 412 MHz 整塊性核心 ARM11 | L1i: 16 KB L1d: 16 KB |
PowerVR MBX Lite @ 103 MHz | 不適用 | 16-bit 單通道 133 MHz LPDDR (533 MB/s)[12] | 2007年6月 | iPhone OS 1.0 | iOS 4.2.1 | ||||
APL0278 | 65 nm[11] | 36 mm2 [11] | 412–533 MHz 整塊性核心 ARM11 | PowerVR MBX Lite @ 133 MHz | 32-bit 單通道 133 MHz LPDDR (1066 MB/s) | 2008年9月 | iPhone OS 2.1.1 | ||||||||
APL0298 | 65 nm[10] | 71.8 mm2 [13] | ARMv7 | 600 MHz 整塊性核心 Cortex-A8 | L1i: 32 KB L1d: 32 KB L2: 256 KB |
PowerVR SGX535 | 32-bit 單通道 200 MHz LPDDR (1.6 GB/s) | 2009年6月 | iPhone OS 3.0 | iOS 6.1.6 | |||||
APL2298 | 45 nm[11] | 41.6 mm2 [11] | 600–800 MHz 整塊性核心 Cortex-A8 | PowerVR SGX535 @ 200 MHz | 2009年9月 | iPhone OS 3.1.1 | iOS 5.1.1 | ||||||||
A4 | APL0398 | 45 nm[11][13] | 53.3 mm2 [11][13] | 0.8–1.0 GHz 整塊性核心 Cortex-A8 | L1i: 32 KB L1d: 32 KB L2: 512 KB |
PowerVR SGX535[14] | 32-bit 雙通道 200 MHz LPDDR (3.2 GB/s) | 2010年3月 | iPhone OS 3.2 | iOS 5.1.1 iOS 6.1.6 iOS 7.1.2 | |||||
A5 | APL0498 | 45 nm[15] | 122.2 mm2 [15] | 0.8–1.0 GHz 雙核心 Cortex-A9 | L1i: 32 KB L1d: 32 KB L2: 1 MB |
PowerVR SGX543MP2 (雙核心) @ 200 MHz (12.8 GFLOPS)[16] | 32-bit 雙通道 400 MHz LPDDR2-800 (6.4 GB/s) | 2011年3月 | iOS 4.3 | iOS 9.3.5 iOS 9.3.6 | |||||
APL2498 | 32 nm HK MG[17] | 69.6 mm2 [17] | 0.8–1.0 GHz 雙核心 Cortex-A9 (one core locked in Apple TV) | 2012年3月 |
|
iOS 5.1 | |||||||||
APL7498 | 32 nm HKMG[18] | 37.8 mm2 [18] | 整塊性核心 Cortex-A9 | L1i: 32 KB L1d: 32 KB L2: 1 MB |
2013年3月 |
|
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A5X | APL5498 | 45 nm[19] | 165 mm2 [19] | 1.0 GHz 雙核心 Cortex-A9 | PowerVR SGX543MP4 (四核心) @ 200 MHz (25 GFLOPS)[16] | 32-bit 四通道 400 MHz LPDDR2-800[20] (12.8 GB/s) | 2012年3月 | iOS 5.1 | iOS 9.3.5 iOS 9.3.6 | ||||||
A6 | APL0598 | 32 nm HKMG[21][22] | 96.71 mm2 [21][22] | ARMv7s[23] | 1.3 GHz[24] 雙核心 Swift[25] | L1i: 32 KB L1d: 32 KB L2: 1 MB[26] |
PowerVR SGX543MP3 (三核心) @ 266 MHz (25.5 GFLOPS)[27] | 32-bit 雙通道 533 MHz LPDDR2-1066[28] (8.528 GB/s) | 2012年9月 | iOS 6.0 | iOS 10.3.3 iOS 10.3.4 | ||||
A6X | APL5598 | 32 nm HKMG[29] | 123 mm2 [29] | 1.4 GHz 雙核心 Swift[30] | L1i: 32 KB L1d: 32 KB L2: 1 MB |
PowerVR SGX554MP4 (四核心) @ 266 MHz (68.1 GFLOPS)[30][31] | 32-bit 四通道 533 MHz LPDDR2-1066 (17.1 GB/s)[32] | October 2012 | |||||||
A7 | APL0698 | 28 nm HKMG[33] | 102 mm2 [34] | 近10億 | ARMv8.0-A[35] | 1.3 GHz[36] 雙核心 Cyclone[35] | L1i: 64 KB L1d: 64 KB L2: 1 MB L3: 4 MB[35] (Inclusive)[37] |
PowerVR G6430 (四核心) @ 450 MHz (115.2 GFLOPS)[38][31] | 64-bit 單通道 800 MHz LPDDR3-1600[39] (12.8 GB/s)[40] | 2013年9月 | iOS 7.0 | iOS 12.5.7 | |||
APL5698 | 28 nm HKMG[41] | 102 mm2 [34][41] | 1.4 GHz[42] 雙核心 Cyclone[35] | L1i: 64 KB L1d: 64 KB L2: 1 MB L3: 4 MB[42] (Inclusive)[37] |
PowerVR G6430 (四核心) @ 450 MHz (115.2 GFLOPS)[31] | October 2013 | iOS 7.0.3 | ||||||||
A8 | APL1011 | 20 nm (TSMC)[39] | 89 mm2 [43] | 約20億 | ARMv8.0-A[44] | 1.1–1.5 GHz 雙核心 Typhoon[44][45] | L1i: 64 KB L1d: 64 KB L2: 1 MB L3: 4 MB[44] (Inclusive)[37] |
客製化PowerVR GXA6450 (四核心)[46][47][48] @ ~533 MHz (136.5 GFLOPS) | 2014年9月 | iOS 8.0
tvOS 9.0 |
iOS 12.5.7
| ||||
A8X | APL1012 | 20 nm (TSMC)[49][50] | 128 mm2 [49] | 約30億 | ARMv8.0-A | 1.5 GHz 三核心 Typhoon[49][45] | L1i: 64 KB L1d: 64 KB L2: 2 MB L3: 4 MB[49] (Inclusive)[37] |
客製化PowerVR GXA6850 (十核心)[46][49][50] @ ~450 MHz (230.4 GFLOPS) | 64-bit 雙通道 800 MHz LPDDR3-1600[49] (25.6 GB/s)[40] | October 2014 | iOS 8.1 | iPadOS 15.7.5
(Current) | |||
A9 | APL0898 | 14 nm FinFET (Samsung)[51] | 96 mm2 [52] | 大於20億 | 1.85 GHz 雙核心 Twister[53][54] | L1i: 64 KB L1d: 64 KB L2: 3 MB L3: 4 MB (Victim)[37][55] |
客製化PowerVR GT7600 (六核心)[46][56] @ 650 MHz (249.6 GFLOPS) | 64-bit 單通道 1600 MHz LPDDR4-3200[54][55] (25.6 GB/s)[54] | 2015年9月 | iOS 9.0 | ios 15.8 | ||||
APL1022 | 16 nm FinFET (TSMC)[52] | 104.5 mm2 [52] | |||||||||||||
A9X | APL1021 | 16 nm FinFET (TSMC)[57] | 143.9 mm2 [57][58] | 大於30億 | 2.16–2.26 GHz 雙核心 Twister[59][60] | L1i: 64 KB L1d: 64 KB L2: 3 MB L3: none[37][57] |
客製化PowerVR GTA7850 (十二核心)[46][57] @ 650 MHz (499.2 GFLOPS) | 64-bit 雙通道 1600 MHz LPDDR4-3200 (51.2 GB/s) | November 2015 | iOS 9.1 | ipados 16.5 | ||||
A10 Fusion | APL1W24 | 16 nm FinFET (TSMC)[61] | 125 mm2 [61] | 33億 | ARMv8.1-A | 2.34 GHz 四核心 (2× Hurricane + 2× Zephyr)[62] | L1i: 64 KB L1d: 64 KB L2: 3 MB L3: 4 MB |
客製化PowerVR GT7600 Plus (六核心)[46][63][64] @ 900 MHz (345.6 GFLOPS[65]) | 64-bit 單通道 1600 MHz LPDDR4 (25.6 GB/s) | 2016年9月 | iOS 10.0 | ios 15.8 | |||
A10X Fusion | APL1071[66] | 10 nm FinFET (TSMC)[58] | 96.4 mm2 [58] | 大於40億 | 2.36 GHz 六核心 (3× Hurricane + 3× Zephyr)[67] | L1i: 64 KB L1d: 64 KB L2: 8 MB L3: none[67] |
客製化PowerVR GT7600 Plus (十二核心)[46][68] ~@ 1000 MHz (~768 GFLOPS) | 64-bit 雙通道 1600 MHz LPDDR4[67][66] (51.2 GB/s) | 2017年6月 | iOS 10.3.2
tvOS 11.0 |
當前最新版本 | ||||
A11 Bionic | APL1W72 | 10 nm FinFET (TSMC) | 87.66 mm2 [69] | 43億 | ARMv8.2-A[70] | 2.39 GHz 六核心 (2× Monsoon + 4× Mistral) | L1i: 64 KB L1d: 64 KB L2: 8 MB L3: none[71] |
蘋果公司自研 (三核心) @ 1066 MHz (~408 GFLOPS) | 神經網絡引擎 (雙核心) 600 BOPS | 64-bit 單通道 2133 MHz LPDDR4X[72][73] (34.1 GB/s) | 2017年9月 | iOS 11.0 | |||
A12 Bionic | APL1W81 | 7 nm FinFET (TSMC N7) | 83.27 mm2 [74] | 69億 | ARMv8.3-A[75] | 2.49 GHz 六核心 (2× Vortex + 4× Tempest)[76] | L1i: 128 KB L1d: 128 KB L2: 8 MB L3: none[76] |
蘋果公司自研 (四核心) ~@ 1125 MHz (~576 GFLOPS) | 神經網絡引擎 (八核心) 5 TOPS | 2018年9月 | iOS 12.0 | ||||
A12X Bionic | APL1083 | 7 nm FinFET (TSMC N7) | ≈135 mm2 [77] | 100億 | 2.49 GHz 十核心 (4× Vortex + 4× Tempest) | L1i: 128 KB L1d: 128 KB L2: 8 MB L3: none[78] |
蘋果公司自研 (七核心) ~@ 1340 MHz (~1200 GFLOPS) | 2018年10月 | iOS 12.1 | ||||||
A12Z Bionic | 蘋果公司自研 (八核心) @ 1266 MHz (~1296 GFLOPS) | 2020年3月 | iPadOS 13.4 | ||||||||||||
2020年6月 | macOS 11 "Big Sur" (Beta) | macOS Big Sur 11.3 Beta 2 | |||||||||||||
A13 Bionic | APL1W85 | 7 nm FinFET (TSMC N7P) | 98.48 mm2 [79] | 85億 | ARMv8.4-A[80] | 2.65 GHz 六核心 (2× Lightning + 4× Thunder) | L1i: 128 KB L1d: 128 KB L2: 8 MB L3: none[81] |
蘋果公司自研 (四核心) ~@ 1575 MHz (~806 GFLOPS) | 神經網絡引擎 (十核心) + AMX blocks (雙核心) 5.5 TOPS | 2019年9月 | iOS 13.0 | 當前最新版本 | |||
A14 Bionic | APL1W01 | 5 nm FinFET (TSMC N5) | 88 mm2 [82] | 118億 | ARMv8.5-A | 2.99 GHz 六核心 (2× Firestorm + 4× Icestorm) |
L1i: 192 KB |
蘋果公司自研 (四核心) | 神經網絡引擎 (十六核心) 11 TOPS | 2020年9月 | iOS 14.0 | ||||
A15 Bionic | APL1W07 | 5 nm FinFET (TSMC N5P) | 108.01 mm2 | 150億 | ARMv8.6-A | 最高2.93~3.23 GHz (2× Avalanche) + 最高1.823 GHz (4× Blizzard) | SLC: 32 MB | 蘋果公司自研 (四核心/五核心) | 2021年9月 | iOS 15.0 | |||||
A16 Bionic | APL1W10 | 4 nm FinFET (TSMC N4P) | 112.75 mm2 | 160億 | 最高2.93~3.3 GHz (2× Everest) + 最高1.823 GHz (4× Sawtooth) | 64-bit 單通道 3200 MHz LPDDR5X (51.2 GB/s) | 2022年9月 | iOS 16.0 | |||||||
A17 Pro | APL1V02 | 3 nm FinFET (TSMC N3B) | 103.80 mm2 | 190億 | 最高3.78 GHz (2× Everest) + 最高2.11 GHz (4× Sawtooth) | 蘋果公司自研 (六核心) | 2023年9月 | iOS 17.0 | |||||||
A18 | APL1V08 | 3 nm FinFET (TSMC N3E) | 90 mm2 | ARMv9.2-A | 最高4.05 GHz (2× Everest) + 最高2.42 GHz (4× Sawtooth) | SLC: 12 MB | 蘋果公司自研 (五核心) | 神經網絡引擎 (十六核心) 35 TOPS | 64-bit 單通道 3750 MHz LPDDR5X (60 GB/s) | 2024年9月 | iOS 18.0 | ||||
A18 Pro | APL1V07 | 105 mm2 | SLC: 24 MB | 蘋果公司自研 (六核心) | |||||||||||
名稱 | 型號 | Image | 半導體製程 | 裸晶尺寸 | 電晶體數目 | CPU ISA | CPU | CPU緩衝記憶體 | GPU FLOPS FP32/FP16 | AI 加速器 | 記憶體技術 | 發表日期 | 應用產品 | 初始作業系統 | 最終作業系統 |
名稱 | 型號 | 圖片 | 半導體製程 | 裸晶尺寸 | CPU ISA | CPU | CPU緩衝記憶體 | GPU | 主記憶體 | 基帶 | 發表日期 | 應用產品 | 初始作業系統 | 最終作業系統 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
S1 | APL0778[83] | 28 nm HK MG[84][85] | 32 mm2 [84] | ARMv7k[85][86] | 520 MHz 整塊性核心 Cortex-A7[85] | L1d: 32 KB[85] L2: 256 KB[85] |
PowerVR Series 5[85][87] | 512MB LPDDR3[88] | 2015年4月 | watchOS 1.0 | watchOS 4.3.2 | |||
S1P | TBC | TBC | TBC | ARMv7k[89][90][91] | 520 MHz 雙核心 Cortex-A7 without GPS[89] | TBC | PowerVR Series 6 'Rogue'[89] | 512MB LPDDR3 | 2016年9月 | watchOS 3.0 | watchOS 6.3 | |||
S2 | TBC | ARMv7k[89][90][91] | 520 MHz 雙核心 Cortex-A7 with GPS[89] | TBC | ||||||||||
S3 | TBC | ARMv7k[92] | 雙核心 | TBC | TBC | 768MB LPDDR4 | Qualcomm MDM9635M (Snapdragon X7 LTE) | 2017年9月 | watchOS 4.0 | watchOS 8.7.1 | ||||
S4 | TBC | 7nm FinFET (TSMC) | ARMv8.3-A ILP32[93][94] | 雙核心 Tempest | L1i: 2×32KB
L1d: 2×32KB |
Apple G11M[94] | 1GB LPDDR4X | TBC | 2018年9月 | watchOS 5.0 | Current | |||
S5 | TBC | ARMv8.3-A ILP32 | Apple G11M | 2019年9月 | watchOS 6.0 | |||||||||
S6 | TBC | 7nm FinFET P
(TSMC) |
ARMv8.4-A | L1i: 2×96KB
L1d: 2×48KB |
TBC | 2020年9月 | watchOS 7.0 |
名稱 | 型號 | 圖片 | 半導體製程 | 裸晶尺寸 | CPU ISA | CPU | CPU緩衝記憶體 | GPU | 主記憶體 | 發表日期 | 應用產品 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
T1 | APL1023[95] | ARMv7 | TBD | 2016年10月 | |||||||
T2 | APL1027[96] | ARMv8-A | LPDDR4 | 2017年12月 |
|
名稱 | 型號 | 圖片 | Bluetooth | 發表日期 | 應用產品 |
---|---|---|---|---|---|
H1 | 343S00289 (AirPods (第2代))[100] 343S00290 (AirPods (第2代))[101] 343S00404 (AirPods Max)[102] H1 SiP (AirPods Pro)[103] |
|
5.0 | 2019年3月 |
|
名稱 | 型號 | 圖片 | 半導體製程 | 裸晶尺寸 | 電晶體數目 | CPU ISA | CPU | CPU緩衝記憶體 | GPU | AI加速器 | 記憶體技術 | 發表日期 | 應用產品 | 初始作業系統 | 最終作業系統 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
M1 | APL
1102 |
5 nm (TSMC N5) | 119 mm2 [106] | 160億 | ARMv8.5-A | 3.2 GHz 八核心 (4× Firestorm + 4× Icestorm) |
高效能核心: 高節能核心: |
七或八核心 (up to 2.6 TFLOPs) |
十六核心
(11 TOPS) |
64位元雙通道
4266 MHz LPDDR4X (68.2 GB/s)[107] |
2020年11月 | macOS Big Sur / iPadOS 14.5 | 最新 | ||
M1 Pro | APL
1103 |
245 mm2 | 337億 | 2021年10月 | MacBook Pro (2021 年末) | macOS Monterey | |||||||||
M1 Max | APL
1104 |
432 mm2 | 570億 | ||||||||||||
M1 Ultra | APL
1105 |
864 mm2 | 1140億 | 3.23 GHz 20 核 (16x Firestorm) + 2.064 GHz (4x Icestorm) | 32核心
(22 TOPS) |
LPDDR5 -6400
八通道 128 位 (1024位元) @ 3200 MHz (819.2 GB/s) |
2022年3月 | Mac Studio (2022 年初) | macOS Ventura | ||||||
M2 | APL
1109 |
5 nm (TSMC N5P) | 155.25 mm2 | 200億 | ARMv8.6-A | 3.49 GHz 4 核 (Avalanche) + 2.2 GHz 4核 (Blizzard) | 8核心 | LPDDR5 -6400
雙通道 64 位 (28位元) @ 3200 MHz (100 GB/s) |
2022年7月 |
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