有人曾说，三个苹果改变了世界，第一个苹果诱惑了夏娃，第二个苹果砸醒了牛顿，而史蒂夫·乔布斯则握住了第三个苹果，改变了人们的通讯、娱乐和生活方式。无论是具有跨时代意义的第一台一体机Apple II，还是开启智能手机新时代的第一代iPhone，苹果似乎总敢于做“第一个吃螃蟹的人”，在“造芯”方面也不例外。当大多手机厂商还没有“觉醒”自研芯片这个意识的时候，苹果早在2007年就已经开始着手研发自家芯片，通过收购P.A半导体和Intrinsity，掌握芯片设计技术。乔布斯曾认为，一个真正要把软件做到最好的公司肯定要自己做硬件，做好“软硬一体”。而芯片显然是最核心的硬件组成部分，从2010年首款苹果自研芯片A4落地至今，到今天发布的M1 Ultra，苹果在“造芯”路上已经狂奔了十余年，仔细数数，推出的处理器竟也有三十余款。本篇文章，笔者就来盘点这些年苹果造过的那些芯片（处理器）。因为今天苹果发布了M1 Ultra，我们首先从这个产品和该系列开始。从时间上看，M系列应该是苹果最晚推出的芯片系列，这也不难理解，毕竟相比手机、手表、无线芯片，电脑芯片的设计要求显然是最为严格的。目前来看，苹果该系列以前推出的M1、 M1 Pro 和 M1 Max三款产品，加上M1 Ultra，苹果M系列已经有了四款芯片。按照苹果所说， 最新的M1 Ultra是 Apple 芯片和Mac 的下一个巨大飞跃。在新芯片中，他们采用了UltraFusion封装——Apple 的创新封装架构，将两个 M1 Max 芯片的裸片互连，以创建出了具有前所未有性能和功能水平的片上系统 (SoC)。据介绍，同样由5nm工艺制造的新SoC 有1140 亿个晶体管，是个人计算机芯片中有史以来最多的。M1 Ultra 可配置高达 128GB 的高带宽、低延迟统一内存，可通过 20 核 CPU、64 核 GPU 和 32 核神经引擎访问，为开发人员编译代码提供惊人的性能，在以前无法渲染的巨大 3D 环境中工作的艺术家，以及可以将视频转码为 ProRes 的视频专业人士的速度比使用带有 Afterburner 的 28 核Mac Pro 快 5.6 倍。具体来看，在 CPU 方面，Apple 新芯片现在总共提供 20 个 CPU 内核。这包括 16 个注重性能的 Firestorm 核心和 4 个注重效率的 Icestorm 核心。鉴于 M1 Ultra 仅针对台式机这与 M1 Max 不同，其带来的性能提升也是明显的。Anandtech表示，在实践中，如果 M1 Ultra CPU 内核的时钟频率远高于 M1 Max，我会感到惊讶。而他们对于苹果这颗的CPU性能是喜忧参半。他们表示，对于多线程工作负载，16 个 Firestorm 内核将提供足够的吞吐量以在某些性能图表中名列前茅。但对于单线程/轻线程工作负载，Firestorm 已经被英特尔的 Golden Cove CPU 架构等较新的架构超越。因此Anandtech 强调，我们不要指望苹果在这里恢复单线程性能的领先地位，我们应该更关注机器翻译，尤其是能源效率。将芯片上的 M1 Max 芯片数量翻倍意味着 Apple 能够将芯片上的内存通道数量翻倍，从而使它们的整体内存带宽翻倍。据苹果介绍，M1 Max 有 16 个LPDDR5-6400 通道，总内存带宽为 408GB/秒，而M1 Ultra 将其翻倍，达到 32 个 LPDDR5 通道和 800GB/秒的内存带宽。与 M1 Max 一样，这是通过将 LPDDR5 芯片直接焊接到芯片封装上来实现的，在 M1 Ultra 上总共有 8 个芯片。加倍的内存芯片还允许 Apple 将其硬件中可用的内存总量增加一倍。M1 Max 最高为 64GB，而 M1 Ultra 最高为128GB。但这仍然比真正的高端工作站（如 Mac Pro）上的内存要少。Anandtech 也指出，正如在推出 M1 Max 时看到的那样，Apple已经为其 SoC 提供了比 CPU 内核单独消耗的带宽更多的带宽，因此双倍带宽不太可能产生太大影响，而不是确保 CPU 内核是和他们在 M1 Max 上一样好。相反，所有这些额外的内存带宽都是为了跟上不断增长的 GPU 内核数量。而GPU也是anandtech 认为苹果新芯片最有趣的地方。因为凭借 32 个 GPU 内核，M1 Max 已经创造了单片集成 GPU 的记录。现在，Apple 又将单芯片上的 GPU 核心数量翻了一番，达到了 64 个 GPU 内核。
Anandtech作者表示，与几十年来在工作站中很常见的多裸片/多芯片 CPU 配置不同，多裸片GPU 配置是一种截然不同的野兽。GPU 消耗的内部带宽量（对于高端部件而言远远超过 1TB/秒），这一直使得将它们连接起来在技术上令人望而却步。因此，在传统的多 GPU 系统（例如 Mac Pro）中，每个 GPU 都作为系统的单独设备呈现，软件供应商需要寻找创新的方式将它们一起使用。在实践中，这意味着让多个 GPU 处理不同的任务，因为带宽不足意味着它们不能有效地协同处理单个图形任务。
但是，如果你能以某种方式将多个 GPU 连接到一个巨大的die to die带宽——则足以复制它们的内部带宽——那么你也许可以在一个任务中一起使用它们。这使得以透明方式组合多个 GPU 成为多 GPU 设计的圣杯。十多年来，多家公司一直在努力解决这个问题，而苹果似乎正在开辟新天地，成为第一家实现这一目标的公司。正如苹果所说，M1 Ultra 的基础是极其强大和节能的 M1 Max。为了构建 M1 Ultra，两个 M1 Max 的芯片使用 Apple 定制的封装架构 UltraFusion 连接。扩展性能最常见的方法是通过主板连接两个芯片，这通常会带来重大的权衡，包括增加延迟、减少带宽和增加功耗。然而，Apple 的创新 UltraFusion 使用硅中介层连接超过 10,000 个信号的芯片，提供 2.5TB/s 的低延迟、处理器间带宽——是领先的多芯片互连技术带宽的 4 倍以上。这使 M1 Ultra 能够作为一个芯片运行并被软件识别，因此开发人员无需重写代码即可利用其性能。关于这个封装，按照anandtech的说法，这是一个2.5D的封装。具体做法是苹果在M1 Max 边缘设计了一个具有非常高速的接口，然后在硅中介层的帮助下，允许连接两个 M1 Max 裸片，关于这个技术，苹果并没有披露任何细节，只是强调了上述披露的惊人速度。Anandtech也指出，虽然从实施到实施的细节非常不同，但该技术的基础是相同的。在所有情况下，某种硅中介层被放置在两个芯片下方，然后两个芯片之间的信号通过中介层路由。硅的超精细制造能力意味着可以在两个芯片之间布线大量的迹线——在苹果的例子中，超过 10,000 条——这允许两个芯片之间的超宽、超高带宽连接。如上所述，借助 UltraFusion，Apple 能够在两个 M1 Max 芯片之间提供令人难以置信的 2.5TB/秒带宽。即使我们假设这是一个汇总数字——同时将两个方向相加——这仍然意味着它们在每个方向上都有 1.25TB/秒的带宽。这意味着所有这些都接近某些芯片使用的内部带宽，并且超过了苹果公司800GB/秒的总 DRAM 带宽。由此可见，Apple 已成为第一家将两个 GPU 绑定在一起并拥有如此大量带宽的供应商。这使他们能够尝试将两个 GPU 作为单个设备呈现给操作系统和应用程序，因为它允许他们根据需要在 GPU 之间快速移动数据。正因为有了这个封装技术的加持，苹果表示，公司 M1 Ultra 的 GPU 性能超过了 NVIDIA 的 GeForce RTX 3090，后者是目前市场上最快的显卡。在做到这一点的同时，芯片仅仅消耗超过 100 瓦，这比RTX 3090足足少了200 瓦。M1 Ultra 还有一个32 核的神经引擎，每秒可以运行高达 22 万亿次运算，可加速完成最具挑战性的机器学习任务。此外，M1 Ultra 的媒体引擎功能是 M1 Max 的两倍，提供前所未有的 ProRes 视频编码和解码吞吐量。M1 Ultra 还集成了定制的 Apple 技术，例如能够驱动多个外部显示器的显示引擎、集成的 Thunderbolt4 控制器以及一流的安全性，包括 Apple 最新的Secure Enclave、硬件验证的安全启动和运行时防开发技术。毫无疑问，这是一个颠覆了大家固有思路的实现方式。然后，我们再看该系列的其他产品。M1 处理器于2020年 11 月推出，是苹果首款针对Mac电脑的自研芯片，除了搭载在2021 年更新的iMac和iPadPro之外，它还在Apple 改进的 MacBook Air、13 英寸 MacBook Pro和入门级 Mac Mini中使用。M1基于台积电的5nm工艺打造，拥有高达160亿个晶体管，在CPU部分，M1芯片集成了8个核心，包括4个高性能大核心和4个高效能小核心，混合运行以协助处理多线程任务。据Anandtech分析，苹果M1芯片的大核心使用Firestorm微架构，CPU内核的二级缓存升级到了16M。苹果表示，相比2012年时的Mac产品所搭载的处理器，M1芯片的CPU能效比已经提升了3倍。在GPU方面，M1配备了8核心的GPU，图形性能相比前代产品性能提升5倍以上。在NPU方面，M1集成了16核的神经网络处理器（NPU），算力为11TOPS。此外，M1芯片还支持了高达16GB的具有高带宽、低延迟特性的统一内存体系架构。M1Pro作为M1的升级版本，搭载设备为2021 款 MacBook Pro，依然采用5nm工艺，有337亿个晶体管，10核心CPU（ 8个高性能核心，2个高能效核心），速度最高提升70%，是M1的两倍。其中，大核心采用超宽流水线架构，每个核心是192KB一级指令缓存、128KB一级数据缓存，共享二级缓存随着核心数翻番至24MB。小核心为宽流水线架构，每个核心继续128KB一级指令缓存、64KB一级数据缓存，二级缓存4MB，平均每个核心翻了一番。 GPU部分，M1 Pro拥有16个核心，2048个执行单元，支持最多49512个并发线程，浮点性能5.2TFlops，纹理填充率1640亿每秒，像素填充率820亿每秒。NPU方面，M1 Pro还是16核心，支持硬件加速H.264、HEVCProRes/ProRes RAW视频编解码，支持多个4K、8KProRes视频流。此外，M1 Pro还采用统一内存架构，总容量达32GB LPDDR5，256-bit位宽，200GB/s高带宽和低延迟，并采用了苹果设计的定制封装。M1Max是M1系列最高端的版本，搭载设备为2021 款 MacBook Pro，工艺方面依然采用5nm工艺，虽然和M1 Pro具有相同的10 核 CPU 配置（8个高性能核心，2个高能效核心），相比Pro，Max的图形处理性能、内存带宽都统统翻倍。据介绍，M1 Max内存带宽高达 400GB/s、RAM高达 64GB 内存，GPU方面具有 32 个内核以及4096 个执行单元，并发线程最多可以达到98304个，浮点算里力10.4TFlops，纹理上的填充率为每秒3270个，和原始 M1 的 GPU 性能提高了四倍。此外，M1 Max在432mm²的面积内拥有 570 亿个晶体管，是Apple 迄今为止制造的最大芯片。A系列是苹果在造芯路上的小试牛刀，从2010年的A4到2021年的A15,A系列已经推出了超19款芯片。同时，随着苹果设计工艺的日渐成熟，A系列芯片性能也是如同火箭般成倍增长。
A4处理器作为苹果自研芯片的“处女作”，据iPad官方演示的图片，这款A4处理器的制造日期是2009年9月，于2010年1月正式发布，3月投产，第一代iPad则是其首发的产品，此后开始出现在iPhone4，iPod Touch和Apple TV等产品上。不过大家对这款芯片的自研程度似乎都不太认可，原因在于其与三星S5PC110有着相似的核心布局。具体来看，A4处理器采用了一颗定制的三星45nm制程800MHz ARM Cortex-A8的单核心处理器，在同样的频率下，CPU核心比ARM标准的Cortex-A8核心可以多处理大约10%的指令，二级缓存增加至640KB。GPU则是PowerVR SGX 535，并通过采用GPU核心与RAM直连的方式极大得提升了GPU的性能。A5处理器作为iOS平台首款双核处理器，于2011年3月苹果新品发布会上首次亮相，最先搭载在iPad 2上，计算性能相比A4提升2倍，图形显示性能提升9倍。A5处理器制程仍为三星45nm工艺，核心面积高达122mm2，采用了支持多核心的Cortex-A9架构处理器，并且采用9层铜互连层+1多晶硅层的结构和堆叠封装，支持低功耗DDR2内存(LPDDR2)技术。GPU核心架构为Imagination Technologies的PowerVR SGX543MP2。A5X于2012年3月发布，是一款两U融合的全新处理器，运行设备为iPad3，由于集成了四颗图形处理器，因此图形处理能力为A5的两倍。A5X制程依旧是三星45nm工艺，核心面积达到了162.94mm2，搭载了双核Cortex-A9，GPU是SGX543MP4 250MHz，同时内存位宽128bit，使用了四通道LPDDR2 32bit 800MHz，带宽达到12.8GB/s，并且拥有2倍RAM来支撑它强大的2048*1056分辨率屏幕。A6于2012年9月随着iPhone5的上市推出，用上了苹果第一代自研CPU核心,性能是上代的两倍。A6基于ARMv7指令集，采用三星32nmHKMG工艺，双核1.3ghz的频率，拥有更高的性能和更低的功耗。在GPU方面，A6集成了一颗三核芯的PowerVRSGX 543MP3图形处理单元，内存位宽为64-bit，拥有四个USSE2管道，每个管道都有四路矢量ALU单元和32Flops的浮点性能。A6X于2012年10月发布，运行设备为iPad4（2012），整合了两个CPU核心和四个GPU核心，CPU和图形性能比A5X处理器高出两倍。A6X使用三星32nm HKMG工艺制造，内核面积高达123mm2，比A6高出30%。CPU部分基本没变，与A6布局几乎一模一样，两个苹果自己设计的Swift核心，只是主频从1.3GHz提高到1.4GHz。其中 A6X 的GPU核心从3个增加到4个，每个GPU核心都被分成9个子核心，其中4个为一组，两组相同的子核心，外加一个中央核心。这种处理方式将能提高最大时钟频率，从而给 iPad 4 带来更好的图形处理能力。A7是全球首款64位移动SoC，于2013年发布，首先应用在iPhone5s上，此外还应用于iPad Mini 2（2013）、iPadMini 3（2014）上。据苹果公司介绍，A7性能是A6的2倍，初代的40倍，而图形能力是初代的56倍。A7处理器是一款基于28nm工艺制程的双核处理器（ARM v8架构，主频为1.3GHz），内置的GPU为四核心（Power VR G6430），内核面积为102mm2，晶体管数约10亿，提供了用于保护Touch ID生物数据的安全Enclave。此外，A7中的安全区域中还拥有至少3MB的SRAM（静态随机存储器，不需要刷新电路就能保存存储数据）。A8处理器于2014年9月推出，运行设备包括iPhone 6、iPhone6 Plus、iPad Touch ( 6代 )、iPad Mini 4、Apple TV ( 4代 )、HomePod。根据官方宣布，A8处理器最大能够获得25%的CPU性能提升，50%的图形性能提升。
A8处理器采用了20nm的工艺，包含20亿个晶体管，尽管A8的晶体管数量是A7的两倍，但物理尺寸却减少了13％，降至89 mm 2。CPU采用第二代Cyclone核心，主频1.4GHz，GPU为4颗PowerVR G6450核心，基于六个USC(统一着色器集群)和PowerVR自家Rogue构架。A8X 于2014年10月发布，是苹果首款三核的移动处理器，苹果宣称A8X性能比苹果A7高出40％。A8X处理器芯片面积大约为125mm2，总晶体管的数量大约为30亿个，与A8相比，晶体管数量增加了约50％，但面积只增大了40％。此外，A8X采用20nm制程工艺，使用的ARMv8.0-A为三核CPU，更内置了八颗GPU核心，图形处理器为PowerVR GXA6850，经过估算，GXA6850 GPU部分的面积约是38mm2，约占整个处理器的30％。A9处理器于2015年9月发布，是苹果公司的第三代64位双核移动处理器，用于iPhone 6s、iPhone 6s plus、iPhone SE与iPad 5th。苹果宣称A9整体性能相比前代产品提升70%之多，图形性能提升高达90%。需要注意的是，A9处理器分为由三星或台积电代工的两个版本，其中，用于iPhone6s上的A9处理器型号为APL0898，封装的是三星2GB LPDDR4 RAM，采用了三星14nm FinFET工艺制造；而用于iPhone6s Plus的A9处理器型号为 APL1022，封装的是海力士2GB LPDDR4 RAM，采用台积电16nm FinFET工艺制造。虽然两款芯片核心面积差了约9%，但是内部结构却相差无几，都有相同的CPU、GPU、内存控制器、协处理器等，只不过在具体的布局、细节方面会略有一些差异。以三星版本为例，这款A9芯片包含了双核心CPU、六核心GPU和两个SRAM，以及协处理器M9。其中，CPU部分基于ARMv8-A架构，主频提升到了1.8GHz。此外，A9的一级缓存非常大，每个核心拥有64KB的一级数据缓存和64KB的一级指令缓存，二级缓存为3MB，三级缓存更是高达8MB。在GPU方面，A9使用了PowerVR最新的第七代PowerVR GT7600 GPU。GT7600拥有6个USC，每个USC有32个ALU，因此总计有192个ALU核心。A9X处理器于2015年9月推出，是iPad Pro所用的处理器，相比之前的A8X处理器，A9X拥有两倍于前者的带宽和存储性能。芯片的速度比A8X要快1.8倍，GPU表现比第一代iPad提升了360倍。A9X核心面积为147mm2，采用台积电16nm FinFET工艺，双核，内核架构为ARMv8.0-A，GPU为PowerVR Series 7XT系列，内核中共有6个GPU单元，每个单元内有两个GPU核心，即共有12个GPU核心，共计384个流处理器。A10Fusion是苹果首款四核处理器，于2016年9月正式发布，在处理器性能方面相对于A9提升了40%，是第一代iPhone的120倍，而在图形处理方面，较A9处理器提升50%。搭载产品有iPhone 7，iPhone7 Plus，iPad（第六代），iPad（第七代）以及iPod touch（第七代）。A10Fusion拥有33亿个晶体管，基于ARM架构下，使用big.LITTLE配置的四核心SoC，包括两枚高性能核心及两枚高效节能核心。其中，高性能CPU核心代号为“飓风”（Hurricane），而低功耗CPU核心代号为“微风”（Zephyr），均为苹果公司自行设计的ARMv8兼容微架构。GPU则为PowerVR GT7600，内核面积为125mm2，采用台积电16nm工艺。A10XFusion于2017年6月发布，运行设备包括iPad Pro 2 ( 10.5寸 2017 )、iPad Pro 2 ( 12.9寸 2017 )、Apple TV 4K。根据官网介绍，A10X较A9X在CPU和GPU性能上各提升30%及40%。A10X采用台积电10nm工艺，核心面积96.4mm2，比A9X面积大约小了三分之一。A10X采用全新的“3+3+12”架构，其中3个为高性能处理核心、3个为高能效处理核心，剩下12个为GPU处理器。CPU部分为6核心设计，3大3小，频率为2.36GHz，内存为128bit LPDDR4。A11Bionic于2017年9月推出，搭载于iPhone 8、iPhone8 Plus以及iPhone X，是全球首款具有神经网络引擎（NPU）的处理器。苹果表示 A11比 A10 节能 70%，性能还有 25% 提升。A11处理器集成 43 亿个晶体管，内核面积为87.66mm2，采用了台积电 10 nm 工艺制程。在CPU方面，A11搭载了64位ARMv8-A架构的6核CPU，其中包括2个名为“Monsoon”的性能核和4个名为“Mistral”的能效核，性能核比上一代A10里的快了25%，能效核则快了70%。在GPU方面，A11搭载苹果首款独立设计的三核GPU，苹果表示它要比iPhone 7上使用的Imagination GPU速度快了30%。A11的亮点在于搭载了一个专用于机器学习的硬件——“神经网络引擎（neural engine）”。A11的神经网络引擎采用双核设计，每秒运算次数最高可达6000亿次，相当于0.6TFlops，专门针对Face ID，Animoji和AR应用程序的ASIC。A12Bionic于2018年推出，是业界首款7nm工艺制程芯片，搭载在iPhone XS、iPhone XS Max、iPhone XR、iPad mini（第五代）、iPad（第八代）、iPad Air（第三代）以及Apple TV 4K（第二代）上。据了解，A12 Bionic包含的6核中央处理器、4核图形处理器以及8核神经网络引擎均为苹果公司自行研发。A12 Bionic采用2颗Vortex2.5GHz大核和4颗1.59GHz Tempest小核组成六核CPU，通过采用六核心融合架构，两个性能核心的速度最高提升15%，四个能效核心的节能最高可达50%。GPU为自研的四核G11P，频率超过1.1GHz，图形性能提升最高可达50%。此外，A12 仿生的神经网络引擎搭载八个核心，每秒可执行五万亿次运算，在 A12 仿生的神经网络引擎上运行的 Core ML，速度最高可达 A11 仿生的九倍，但它的能耗为 A11 仿生的十分之一。A12XBionic于2018年10月发布，搭载在iPad Pro 3 ( 11寸 2018 )、iPad Pro 3 ( 12.9寸 2018 )上。在CPU性能上，苹果表示A12X的单核性能比A10X提升35%，多核性能提升90%A12XBionic同样采用7nm工艺，但晶体管数量从A12的69亿增加到了100亿个。在CPU方面，搭载了苹果首款8核CPU架构，由4个Vortex高性能核心及4个Tempest高能效核心组成。GPU方面，A12X处理器为7核GPU架构。NPU方面，A12X也支持A12上的NPU单元，性能也是5万亿次，应该也是8核NPU单元。A12ZBionic于2020年3月推出，搭载在iPad Pro 4 ( 11寸 2020 )、iPad Pro 4 ( 12.9寸 2020 )上。根据媒体报道，A12Z与2018年款的iPad Pro使用的A12X处理器并没有太大的提升，处理器架构几乎没有差别。苹果在新iPad Pro发布的新闻稿中表示，A12Z Bionic处理器的变化之一是增加了第八个GPU内核。实际上A12X Bionic同样具有八个核心，但其中一个被Apple给禁用，而A12Z仅仅是将那个被封锁的核心给「开核」而已。A13Bionic于2019年9月发布，搭载于iPhone 11、iPhone11 Pro、iPhone 11 Pro Max、iPhoneSE（2020）、ipad（2021）上。
A13Bionic采用第二代7nm工艺，包含85亿个晶体管，6个CPU内核由2颗运行频率为2.66 GHz的高性能内核(称为Lightning)和4颗效率内核(称为Thunder)，2个高性能核心速度提升20%，功耗降低30%，4个效能核心速度同样提升20%，功耗降低了40%。GPU方面，A13 GPU为四核心设计，速度提升20%，功耗降低40%。同时，A13还有一个8核的神经计算引擎，性能提升了20%，功耗降低15%。A14Bionic于2020年9月推出，搭载在iPad Air（第四代）、iphone12上，采用台积电 5nm工艺，集成了118亿晶体管，CPU是2大核+4小核的设计，两个高性能核心用于处理复杂任务，其余四个 CPU 核心为一般性能核心，专为一般工作而设计，但是性能提升40%。GPU继续保持4核，但是升级了全新架构，性能提升了30%。
至于AI核心从之前的8核提升到了16核架构，AI运算能力提升到了11.8万亿次，号称性能是前代的2倍。A15Bionic是目前为止A系列中最新推出的芯片，于2021年9月发布，搭载在iPhone13 mini、iPhone 13、iPhone 13 Pro、iPhone 13 Pro Max以及iPad mini（第六代）上。A15Bionic采用了台积电最新的5nm工艺，集成了150 亿个晶体管，拥有6 核 CPU，包括了2个高性能大核心+4个高能效小核心。据了解，A15 Bionic也有两个版本，其中，搭载在iPhone 13 和 iPhone 13 mini上的A15 Bionic芯片具有6核中央处理器（2个性能核心和4个能效核心）、4核图形处理器和16核神经网络引擎。而搭载在iPhone 13 Pro、iPhone 13 Pro Max和iPad mini（第六代）上的A15 Bionic芯片则多了1核图形处理器。S系列是苹果针对智能穿戴手表研发的芯片，从时间上看，S系列比A系列晚推出了5年。由于Apple Watch体积很小，在能耗以及散热方面都有严格限制，因此苹果在旧版A系列芯片的基础上设计出了SiP，目前，S系列芯片已迭代到S7芯片。S1于2015年4月发布，运行设备为Apple Watch（1 代），核心面积为26mm*28mm，内有 30 个独立的组件，其中包括了 NXP 的 NFC 芯片、AMS 的 NFC 信号放大器及Maxin的音频放大器。据了解，S1芯片使用了三星 28nm LP 制程，CPU 最大频率是520 MHz，GPU使用可能为PowerVR Series 5 GPU。S2于2016年9月发布，运行设备为Apple Watch Series 2，采用S2系统级封装(SiP)，搭载了较当时的产品款式更快50%的双核心CPU以及更快2倍的GPU。S3于2017年9月发布，运行设备为Apple Watch Series 3。其双核处理器分为蜂窝版本和非蜂窝版，蜂窝版本的封装与之前一致，但是非蜂窝版S3处理器为常规塑封BGA封装。S3处理器在芯片面积上与S2处理器接近，对比S1处理器大大减小，功耗降低，效能提升。S4于2018年9月发布，运行设备为Apple Watch Series 4，虽然为双核心，但升级到64位架构，性能比S3快了两倍.S5于2019年9月发布，运行设备为Apple Watch Series 5、Apple Watch Series SE。S5芯片采用了64 位双核处理器，比 S3 处理器（包括 W3 无线芯片）快2倍。S6于2020年9月发布，运行设备为Apple Watch Series 6。据介绍，S6芯片采用了第六代封装模块，内含高性能双核处理器，该处理器基于iPhone 11的A13仿生打造，针对Apple Watch进行了优化，与前代相比，S6的速度快了20%。S7于2021年9月发布，运行设备为Apple Watch Series 7，是一款64 位双核处理器，集成了 GPU、32GB 闪存、蓝牙 5.0、1 GB RAM、802.11 b/g/n 2.4 和 5 GHz WiFi 和卫星定位（ GPS、GLONASS、伽利略、QZSS）。据了解，S7有两个基于Apple A13 的CPU内核，比S5性能高20%，在技术上与S6（sama 型号 t8301）相同。无线芯片系列比S系列晚推出一年，目前无线芯片系列包含了W和H两个系列，其中，W系列发布了三款产品 ，H系列目前只发布了1款。W1芯片首次亮相于2016年，是苹果首款无线芯片，芯片面积大概为14.3mm2，搭载在了AirPods上，它与计算机设备保持蓝牙1类连接，并解码发送给它的音频流。W2芯片于2017年推出，搭载设备有Apple Watch Series 3，能支持蓝牙，已集成到Apple S3 SiP中。苹果表示，与此前芯片相比，w2使Wi-Fi速度提高了85％，蓝牙和Wi-Fi功率效率提高了50％；W3芯片于2018年推出，具有蓝牙 5.0 连接功能，搭载设备有Apple Watch Series , 已集成到Apple S4，S5和S6 SiP中。H1于2019年3月推出，核心面积为12mm²，其性能与苹果iPhone4（搭载A4处理器）相当，使得耳机本身就可以执行大量任务，从而减少延迟并提高连接性能。另外，H1芯片还支持蓝牙5 Class 1以及用语音激活Siri。正如开头所说，我们在本文中只是介绍了苹果这些年来研发的处理器。但事实上，到目前为止，苹果自研芯片的版图已经拓展至电源管理、屏幕驱动、蓝牙耳机、基带、指纹辨识、3D体感等多个领域。随着未来苹果生态链进一步加强和完善，相信苹果会在“造芯”道路上越走越远，也将给我们带来更多的自研芯片。
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