蘋果發佈會沒說的都在這了:A19 Pro、散熱和自研基帶

9 月 10 日凌晨,蘋果發佈了 iPhone 17 系列的四款新機,並同步推出了新一代 A19 晶片。

在發佈會前,外界對 A19 的期待主要集中在性能提升、電晶體數量增加等量化指標上,這被普遍認為是一次常規升級。

Kaiann Drance(圖片來源:蘋果秋季新品發佈會)

然而,在長達1小時12分鐘的發佈會上,A19 和 A19 Pro 雖三度登場,但負責介紹的 iPhone 全球行銷副總裁 Kaiann Drance 與無線軟體技術副總裁 Tim Millet,對於 A19 在 CPU 方面的具體提升卻著墨甚少,並未透露更多細節。

Tim Millet(圖片來源:蘋果秋季新品發佈會)

發佈會後,我們有機會與剛走下舞台的 Kaiann Drance 和 Tim Millet 面對面交流,深入探討這顆晶片,也因此聽到了關於 A19 的更多幕後故事。

01. GPU藏著的“秘密”

蘋果關於A19工藝的描述(圖片來源:蘋果中國官網)

在最新產品頁面更新後,蘋果明確標註 A19 晶片採用了第三代 3nm 工藝,這一資訊與發佈會前 “其將搭載台積電 N3P 工藝” 的傳聞完全吻合,印證了外界此前的猜測。

關於 CPU 性能提升,Kaiann 在發佈會後首次披露:相較於去年的 A18 Pro,今年 A19 Pro 的處理器性能提升約 10%。

不過,這一升級幅度基本未超出發佈會前外界對該晶片的預期 —— 也正因此,蘋果在發佈會上對 CPU 性能提升的介紹著墨甚少。

從 N3E 工藝到 N3P 工藝的迭代本身偏向平穩,對於擅長講述 “革命性” 技術故事的蘋果而言,10% 的性能提升確實不足以成為發佈會上重點強調的亮點。

事實上,A19 Pro 真正的核心升級藏在下圖的右下角 ——GPU 神經網路加速器。

A19 Pro上首次出現了GPU神經網路加速器(圖片來源:蘋果秋季新品發佈會)

這一功能在發佈會上披露的資訊有限,卻成為外界解讀最多的關鍵改進:蘋果為 A19 Pro GPU 的每一個核心都對應增加了一個神經網路加速器,根據官方資料,其 GPU 峰值運算能力已提升至 A18 Pro 的 3 倍。

這一設計類似於輝達 Tensor Core,與蘋果此前長期採用、適用於低功耗場景的 “神經網路引擎(Neural Engine)” 形成區別。

在被問及為什麼要設計GPU加速器時,Tim Millet表示,“提效”是他們最核心關注的問題。

Tim Millet向作者舉例說明,原來在沒有GPU神經網路加速器的A系列處理器上,如果要處理一個本地化複雜的推理運算,GPU會把這個任務通過統一記憶體傳送給Neural Engine進行處理,處理完成之後,Neural Engine再將資料結果回傳到GPU上。

儘管統一記憶體已讓這一過程足夠快速,但蘋果發現,即便資料傳輸路徑較短,仍存在因資料交換產生的資源浪費。而 GPU 內建加速器的設計,能讓原本可在 GPU 端處理的任務直接留在 GPU 內部完成,減少資料交換環節,那怕只提升千分之一秒的效率。

不過,這一設計也存在明顯矛盾點:GPU加速器雖性能更強、效率更高,但在應對高性能模型場景時,往往伴隨更高能耗。

同時,受手機產品形態限制, A19 Pro 端側推理與生成式能力仍受限於記憶體頻寬、可用記憶體量、晶片尺寸等硬體條件。若僅為提升 “一點點效率”,這樣的設計難免讓人覺得 “用力過猛”。

針對這一疑問,Tim Millet補充了蘋果的第二個設計考量:在當下的手機使用場景中,純人工智慧推理或生成式任務(如摺積網路 CNN、長短期記憶網路 LSTM、Transformer 模型等),更適合在 NPU(神經網路處理單元)中完成;但現實中,手機端更多是“混合式工作流”,不會依賴單一核心完成任務,而是需要 CPU、GPU、NPU 與統一記憶體協同運作。而 GPU 神經網路加速器的設計初衷,正是為瞭解決混合工作流中的複雜任務場景,例如 MetalFX 超分技術,便會在此次升級中實現顯著提升。

結合蘋果提供的最新資訊,GPU的神經網路加速器能夠與全新16核神經引擎協同工作,加上動態快取的更新,FP16的運算性能提升了一倍,建構了新的統一圖像壓縮技術,配合動態記憶體頻寬繼續提升,在A19 Pro的加持下,iPhone 17 Pro、Pro Max包括今年全新的iPhone Air,都能更好應對一些對GPU要求很高的AI任務,比如本地運行大語言模型、玩一些對圖形處理要求極高的遊戲,實現硬體加速的光線追蹤和更高的影格率。

那大膽設想一下,如果蘋果邁出的這一步,“實驗”的成果得以被驗證是正向的,今年Q4可能會亮相的M5晶片有可能也會採用類似的設計,這就意味著,M5在GPU上,AI的運算能力會被推到一個前所未有的高度。

蘋果在今年3月發佈的M3 Ultra,已經將統一記憶體的頻寬提升到了819GB/s,如果未來M4 Ultra或者是M5 Max,可以搭配速度更快的LPDDR 6記憶體,將頻寬推到900GB/s以上,配合蘋果在A19 Pro的GPU神經網路加速器上的實驗成果,未來Mac上的端側運算能力將不可小覷。

02. 鈦換鋁,蘋果的一次賭注

iPhone 17 Pro的設計成為熱議焦點,核心在於蘋果將鈦金屬中框換回鋁合金,並將Pro拉到了和標準版一個水平線上。

這一 "降級" 之舉背後,是為全新主動散熱系統讓路——鋁的導熱性是鈦的 20 倍,更適合散熱需求。

儘管主動散熱在Android陣營已很普遍,但 VC 均熱板在 iPhone 上尚屬首次。蘋果將其封裝在主機板背面,直接與中框相連,內部的去離子水通過汽化/液化循環高效帶走熱量,專門服務於 A19 Pro 晶片。

蘋果今年在iPhone 17 Pro系列中使用的VC均熱板(圖片來源:蘋果秋季新品發佈會)

在今年之前,蘋果都使用更為傳統的石墨作為晶片的散熱系統,今年VC均熱板的升級,表明蘋果對 A19 Pro 的持續高性能輸出有了更高要求。

Kaiann Drance表示根據蘋果的測試顯示,在極限的持續工作環境下,搭配了VC均熱板的A19 Pro對比沒有搭載VC均熱板的A18 Pro,持續時間比後者提升了40%。

這意味著,從今年開始,蘋果已經真正重視起日常應用中三大高負載場景帶來的散熱挑戰:

  • 遊戲性能提升:A19 Pro 的 GPU 神經網路加速器增強了渲染能力,同時也增加了散熱壓力;
  • 影像處理升級:新鏡頭系統和 Pro 系列影像定位導致拍攝時發熱加劇;
  • AI 任務增加:裝置在現有硬體條件下承擔了更多推理和生成式 AI 任務。
A19晶片上引入的顯示驅動單元(圖片來源:蘋果秋季新品發佈會)

除了散熱,蘋果在 iPhone 17 標準版上也押下重注,A19 晶片首次整合顯示驅動單元,終於為標準版帶來 120Hz 高刷螢幕。

在被問及標準版這樣的調整的原因,Kaiann Drance表示,今年是最好的時機。讓顯示單元出現在A19上,包括今年螢幕材質的變化,也都有著相同的考慮。

但這樣的回答顯然不具備說服力。

在Counterpoint去年10月發佈的iPhone 16系列前三周資料顯示,iPhone 16系列在中國市場銷售開局強勁,與2023年的iPhone 15相比,上市後的前三周銷量增長了20%。其中,iPhone 16的高端型號Pro和Pro Max的銷量尤其好,而iPhone 16和16 Plus這款手機,增速遠不及16 Pro的兩款手機。

類似的資料出現在去年的6月,Counterpoint的報告顯示,在618前,得益於iPhone 16系列促銷活動,尤其是iPhone 16 Pro和iPhone 16 Pro Max的銷量上漲,蘋果5月份實現同比的銷量增長。

種種跡象表明,iPhone的標準版機型,在過去至少兩年的市場競爭周期中都處於弱勢地位,這成為了加速蘋果調整iPhone設計和產品序列的原動力之一。

這一策略調整立竿見影,iPhone 17的國內預售表現上,標準版首次超越 Pro 成為最受歡迎機型,高刷屏的加入功不可沒。

蘋果通過 "鈦換鋁" 的設計調整和標準版的關鍵升級,展現了其在產品策略上的靈活性,既保障了 Pro 系列的性能釋放,又成功提升了標準版的市場競爭力。

03. iPhone Air,更好的產品?

iPhone Air(圖片來源:蘋果秋季新品發佈會)

當作者問及Tim Millet“iPhone Air 是否算是理論上更好的產品”時,他會心一笑。

這款手機確實承載了蘋果諸多 "第一次":這是蘋果第一個全新的輕薄理念設計的iPhone產品、它搭載的N1和C1X晶片是首次亮相,這是蘋果首款完全取消實體SIM卡的機型。

談及晶片時,Tim Millet表示,iPhone Air搭載A19 Pro的晶片,確保了旗艦級性能,N1和C1X的加持則體現了蘋果的核心設計哲學:自研晶片是為了實現更好的功能和產品的創新,而不是單純追求參數。

這使Air成為蘋果今年最大的市場試驗田,同時測試兩個關鍵問題:市場對於輕薄型手機的需求強度,多顆自研晶片協同工作的穩定性。

關於為何只有 Air 配備C1X基帶晶片,Tim Millet向作者解答,C1X的出現就是為了iPhone Air打造的,想要實現更輕薄的設計,就必須兼顧能效的考慮,C1X在能效方面有很大的優勢。

蘋果發佈會公佈的資料顯示,C1X的性能是C1的兩倍,相比iPhone 15 Pro和iPhone 16 Pro Max中運行的驍龍X16更快,且功耗降低30%。

iPhone今年的網路差異(圖片來源:蘋果美國官網)

但打開美版iPhone的官方參數表會發現,搭載C1X的iPhone Air目前還不支援5G毫米波技術,如果你選擇iPhone Air,就只能讓它的網路工作在6GHz以下的低頻,這意味著對於美國使用者來說,選擇Air要放棄更快的上下行網路速率。

這可能也是蘋果尚未將C1X全面替代高通基帶的關鍵因素,但這並不影響蘋果持續推進自研晶片決心。

C1和C1X的出現確實讓高通如鯁在喉。蘋果和高通的授權協議將於2027年到期,有分析師預測明年iPhone使用高通基帶晶片的比例將降至20%,到2027年,高通預計將完全退出蘋果供應鏈。

高通公司首席執行官安蒙也在今年接受採訪時表示,根據現有合同,若未來無法獲得蘋果的新訂單,我們會坦然接受。

同樣的,N1的出現,也打破了博通在過去多年對於iPhone網路通訊晶片的壟斷。

我們打造Apple的晶片,是因為它能夠做到我們從第三方的採購那些晶片做不到的事情。如果沒有Apple晶片的進化,我們就不可能打造出iPhone Air。”Kaiann Drance 補充道。

作為“三年創新周期”第一年的產品,iPhone Air 的使命是探索而非顛覆。無論是發佈會出場順序還是預售反饋,都表明它扮演著 "探路者" 的角色。

iPhone Air 在當下確實是“更好的產品”,但這只是階段性的。真正意義上的 “更好”,或許要等到兩年後 iPhone 誕生 20 周年時才能實現。 (騰訊科技)