A18 Pro芯片将推动苹果的AI革命

iPhone 16 系列将于今年 9 月推出，我们预计它将迎来新的 A 系列处理器。与过去几年的情况一样，高端「Pro」机型将获得新的处理器。

正如我们每年所做的那样，我们将研究过去几年 A 系列处理器的历史和性能，以及最近的传言和整体行业趋势，以预测我们对今年秋天苹果新款 iPhone 芯片的期望。与往常一样，这一切都只是猜测，苹果是一家以保密著称的公司，其产品的细节往往在发布之前不会被完全披露。

去年，苹果首次将名称从「A17 Bionic」更改为「A17 Pro」，这意味着每一代都会有一个新的非 Pro 芯片。今年，我们可能会看到一些不同的东西。

除了为 iPhone 16 Pro 和 Pro Max 制造新的 A18 Pro 芯片外，苹果还可能采取三种可能的做法：

• 为普通的 iPhone 16 和 16 Plus 制作一个新的 A18，本质上是 A17 Pro，被赋予了新名称。可能有细微的技术差异，但性能和功能与 A17 Pro 相同。

• 苹果为非 Pro iPhone 制造了新设计的 A18 芯片。它基于与 A18 Pro 相同的架构，但在某些方面性能较低（可能是由于时钟速度较低或核心数量减少）。

• 苹果继续将 A17 Pro 用于 iPhone 16 和 16 Plus，A18 Pro 是今年唯一的「新」iPhone 芯片。这就是苹果在 iPhone 14 和 iPhone 15 世代中所做的。

很难说哪个更有可能，只是高端芯片可能会再次带有「Pro」名称而不是「Bionic」，并且仅在 iPhone 16 Pro 机型中推出。我们听说有传言称 iPhone 16 中的低端芯片今年将被称为「A18」，但即使这是真的，我们也不知道它是否会是真正的新芯片。

我们在这里的分析针对的是 A18 Pro 芯片，我们认为苹果将称之为为今年 iPhone 提供动力的芯片的高端版本。

仍然采用 3nm 制程

A17 Pro 是第一款使用 3nm 制程工艺的大众市场消费级芯片。虽然台积电正在朝着下一个 2nm 芯片的方向发展，但我们预计最早要到明年才能看到苹果产品使用该工艺。所以 A18 Pro 将再次采用台积电的 3nm 工艺制造。

A17 Pro 使用的 3nm 工艺被称为 N3，作为台积电 3nm 技术的第一次迭代，它非常昂贵。该公司有一种称为 N3E 的较新工艺，这种工艺更容易大规模制造。它应该比原来的 N3 工艺稍微节能一些，但「密度」也略低一些，这意味着使用 N3E 构建的芯片将比使用 N3 制造的相同芯片略大。

有传言称 A18 Pro 将是一款比 A17 Pro 更大的芯片——改用 N3E 可能是原因之一，但我们预计苹果也会将晶体管数量增加到 200 亿个以上（A17 Pro 是一个 190 亿个晶体管芯片）。从这个角度来看，英特尔「Raptor Lake」一代笔记本电脑CPU的晶体管数量估计约为 260 亿个晶体管，Nvidia GeForce 4090 RTX 台式机 GPU 是 740 亿个晶体管芯片。

CPU性能可能会提高

所有的传言都集中在人工智能的性能上，苹果一直关注CPU性能，并在其 A 系列 iPhone/iPad 芯片和 M 系列 Mac（和 iPad Pro）芯片之间共享核心设计。

看看这张 iPhone 芯片的单核 Geekbench 6 性能图，一直追溯到 A11。

最让我印象深刻的是单核性能的稳步增长。我们通过延续过去几款芯片的趋势来估计 A18 的性能，它给了我们近 3,200 分的单核 Geekbench 6 分数。这比英特尔酷睿 i9-13900KS（一款非常高端的台式机 CPU）快一点。

当然，功能强大的台式机和笔记本电脑 CPU 拥有比手机处理器更多的内核。我们认为 A18 Pro 将具有与最新 A 系列芯片相同的核心配置：两个性能核心和四个效率核心。

更快的内核、缓存和内存将推高多核分数，即使苹果使用相同数量的内核。我们也看到了多核性能的相当稳定的性能趋势，不要指望这种情况会突然改变。超过 8,200 的多核分数将使 A18 Pro 与大约三年前的中端英特尔或 AMD 笔记本电脑 CPU 处于同一领域。

GPU 性能始终在上升

在无限模式下使用现代 3DMark Wild Life 基准测试，我们可以很好地了解 GPU 性能随时间推移而提高了多少。自 iPhone X 时代以来，帧速率已经翻了两番多。它不像 CPU 性能那样稳定——有些年份的提升是 10% 或更低，而在其它年份则接近 30%。

我们没有任何理由相信这次 GPU 性能也不会更好，尽管有传言说苹果不会增加更多的 GPU 内核。架构效率可以走很长的路。我们猜测实际 CPU 性能将提高 10-15%。

3DMark Solar Bay 测试强调光线追踪性能，因此您会看到整体帧速率低得多。

在这次测试中，A17 Pro 的性能有了巨大的提升，因为苹果增加了硬件来帮助加速光线追踪。今年可能会有一些调整，但我们认为在 A18 Pro 的这次测试中不会有类似的跳跃——同样，我们可能会看到 10-15% 的提升。

神经引擎可能会得到很大的升级

神经引擎是苹果公司对其 NPU 或「神经处理器单元」的称呼，这是一种专门的硬件，旨在以最佳方式运行用于机器学习、深度学习和 AI 软件的神经网络，就像 GPU 用于图形处理一样。

据说苹果今年将全力以赴，iOS 18 和 iPhone 16 系列将推出大型 AI 功能。我认为这意味着我们可以期待神经引擎性能的大幅提高。

但自从神经引擎首次在 A11（iPhone 8 和 iPhone X 中应用）中引入以来，它一直在以固定的速度变得越来越快。第一个神经引擎每秒可以执行 6000 亿次操作，而 A17 Pro 中的神经网络引擎被吹捧为每秒能够处理 35 万亿次操作（TOPS）。

以下是随着时间的推移，性能提升如何体现在使用新的 GeekBench ML 基准测试（仅针对 NPU）的性能上。

Geekbench ML 是一个相对较新的基准测试，仅在 0.6 版本上运行一套机器学习任务，如图像识别、对象分类、图像超分辨率和语言处理，以评估 CPU、GPU 和 NPU 的性能。当仅使用神经网络引擎运行测试时，我们看到在过去六年中改进了 8 倍以上，平均每年加速约 20%。

值得注意的是，从 A16 到 A17 一代的得分并没有翻倍，尽管苹果表示神经引擎性能从 17 TOPS 跃升至 35 TOPS。声称的最大性能规格通常与实际性能数据不符。

苹果的神经引擎已经提供了比骁龙 8+ gen 1 中的 NPU（大约 2,800 分，取决于它所在的手机）或谷歌的 Tensor G3（低于 2,400 分）等竞争对手更好的性能。简单地将过去的性能提升向前预测，我们将获得近 4,100 分的分数，并领先于大多数竞争对手。

最近的传言表明，苹果将把更多的芯片用于神经引擎，并推动性能的大幅提升，以便完全在设备上提供更先进的人工智能功能。如果苹果今年吹捧其神经引擎的一个非常大的数字，我不会感到惊讶——几乎可以肯定超过 50 TOPS——我们可以看到 Geekbench ML 分数接近 5,000。

RAM、5G 等

当然，A18 Pro 的功能远不止 CPU、GPU 和神经网络引擎。还有一些相关的芯片在技术上不属于 A18 Pro，但对 iPhone 用户来说仍然很重要，比如蜂窝调制解调器。

新的 LPDDR6 内存标准仍然太新，无法进入今年的 iPhone，但苹果可能会从 LPDDR5 转向 LPDDR5x——提供略高的内存带宽，同时使用更少的功耗。A17 Pro 实现了从 6GB 到 8GB RAM 的飞跃，苹果再次跃升还为时过早。另一方面，人工智能模型往往非常占用内存，我们可以看到苹果增加内存只是为了在新手机上启用更大、更复杂的人工智能模型。

在无线通信方面，我们应该期待升级到高通的 Snapdragon X75 调制解调器，以实现更快，更可靠的 5G 连接。苹果多年来一直在开发自己的无线芯片，但很难让它们达到提供足够好的体验的地步。也有传言称将升级到 Wi-Fi 7，当然，我们可以期待与 iPhone 15 系列类似的超宽带、蓝牙和 NFC 功能。