苹果M1芯片相较于华为麒麟9000芯片是否被严重高估了???

很多公众号完全把华为往火坑里带，以至于很多人真的天真以为华为的芯片设计能力很强。


话题1、晶体管数量
首先，华为不具备任何芯片制造能力，能做多少晶体管和华为完全没有任何关系。
华为的芯片是台积电代工的，华为只需要出版图交付给台积电就行。
想做多少晶体管都行！！！重要事情说三遍！！
想做多少晶体管都行！！！重要事情说三遍！！
想做多少晶体管都行！！！重要事情说三遍！！
但是晶体管数量越多，单颗芯片的良率就会下降，散热和封装的难度都会增大，坏片的概率也会增大。当大于一定数量的时候，良率就会急剧降低，单片正常芯片成本会陡增。但是目前华为还是苹果的芯片都不到160亿个晶体管，离这个界限还很远。
能做160亿个晶体管，体现的不是华为和苹果的能力，而是台积电的实力。

话题2、性能
麒麟9000的性能远远差于M1，这种巨大的技术差距鸿沟是任何一个专业人士都不可能厚着脸皮去吹麒麟的。M1是桌面级CPU，麒麟9000和A14做比较更为妥当。
大家可能没有注意到下面这幅图，这幅图充分展示了苹果逆天的芯片设计能力（后面会慢慢说）。苹果的单位性能消耗的功耗是远远超过同行比较标准的，华为的麒麟大致就在下面这条灰色的线上。






为什么要强调性能功耗比，原因是CPU设计的时候有一些非常傻大黑粗的优化方法，功耗换性能。
评论里有华为粉没看懂这个逻辑，重要事情说三遍。
功耗换性能。
功耗换性能。
功耗换性能。
比如说用更大位宽的总线，更大的L2 L3 cache等等优化方法，这种设计确实可以提高性能，但是这种设计是有代价的，代价是功耗的增加，以及成本的增加，甚至ARM在卖IP的时候，给了各种参数配置下的性能表，厂商只需要选择一套参数配置即可，华为就干了一个这样的事情。
如果不考虑功耗，何必不挂一个功耗贼大的桌面级CPU？
华为这种傻大黑粗的设计带来的是芯片耗电量的增加，手机厂商不得不用更大的电池，设计更复杂的散热系统。



如果华为把4300mAh的电池削减到2815mAh，恐怕是不行的，其CPU的性能功耗比无法支撑这个电池配置，后面会提到续航的问题。
表面上iPhone和华为相比，由于采用了更小容量的电池，其厚度削减了不到2毫米，但是在一个芯片工程师的眼里，这是巨大的技术差距，这种强大的工程能力是苹果芯片设计实力的体现。
这里顺带补充一下，手机耗能比较大的器件有屏幕、DRAM、天线、CPU/GPU芯片。屏幕、DRAM、天线所采用的供应商有重叠，能耗差异不大。表面上华为电池容量高50%，实际上CPU/GPU的功耗比苹果高得远不止50%。
功耗性能比，A14大幅度领先麒麟9000，幅度约为60~110%
引用SPECfp2006的测试结果，右侧是单位能耗的performance，第一条深灰色柱子是A14，深绿色的柱子是麒麟9000。除去447.dealII这个测试程序，A14/A13全部优于麒麟9000。
甚至7nm工艺的A13都超过了5nm麒麟9000。
这几个浮点测试集，A14的性能功耗比高于麒麟9000一大截，最高超过110%。



而INT类型测试集，也是A14/A13远超过麒麟9000。如下图深灰色和深绿色两个柱子。



苹果厉害之处在于，无论是A14还是M1，相同的功耗，性能第一，并且遥遥领先；相同的性能，功耗最低，并且遥遥领先。
话题3、和intel比较
根据国内外数码博主的测评，M1芯片的性能已经达到了标压i9-9880H芯片的水平 。
1、Geekbench5平台上跑分数据:M1芯片单核得分1743，多核得分7698。作为对比:MacBook Air2019i58210Y 单核得分823，多核得分1729，MacBook Pro16英寸2019款 i9-9880H 单核得分1109，多核得分6805
2、从上述数据来看，M1芯片的跑分甚至超过了i9-9880H，这让英特尔看起来十分的尴尬，毕竟苹果之前多代的Mac都用了英特尔的芯片
3、M1芯片GPU的数据，3DMark ice storm跑分中，Mac mini 得分稍高于移动版的GTX 1650。


这个功耗完全碾压了i9-9880H的45 W的TDP功耗。这个性能完全足矣吊打几乎所有市售的笔记本电脑。
毫不夸张的说，M1芯片是你能买到性能功耗比最高的CPU，其性能功耗比甚至高于了现有的RISC-V架构的CPU。
话题4、为什么苹果的基带这么弱， 是设计能力不行吗？
苹果最近几年才开始做基带，专利已经被高通、华为等巨头抢注的差不多了。
甚至于连芯片的微结构都被注册了一大堆专利，在绕开一些漫天要价的专利的情况下，苹果几乎做不出来什么像样的基带。
华为和高通签订了专利交叉协议，并且华为每年支付大量专利费给高通，如下面这个新闻，华为向高通支付120亿人民币的专利费。


用沸腾体就是：普天同庆，华为财大气粗120亿拿下高通的专利授权，再沸腾一次！
苹果在基带专利储备上，甚至弱于高通/华为/三星，这也使得高通有底气跟苹果漫天要价，但是苹果十分头铁，硬是扯皮了很多年，具体大家可以去搜一下。
苹果在2019年才收购intel的基带业务，这只能怪他自己起床起晚了，错过了最佳的发展机会，巨头靠专利墙挤压，基带被专利卡脖子，只能做成这种德行。但是基带的设计难度要远远低于CPU，这纯粹是一个商业性的问题，而非技术问题。

话题5、华为的芯片设计能力到底优不优秀？
华为的芯片工程能力是很优秀的，但是谈不上顶尖。国内也有很多同等优秀的芯片设计公司。
但是从优秀到顶尖，是一段很长的路，我们只能祝福华为能够踏踏实实做事，而不是搞沸腾体
话题6、华为的芯片真的是一无是处吗？
不是，麒麟9000的NPU挺厉害的，和苹果M1的深度学习加速模块的性能有得一拼，完爆骁龙865+。但是生态和落地应用做得不好。

话题7、苹果的芯片有什么黑料？
苹果的A7芯片使用了美国威斯康星大学麦迪逊分校的专利，并且没给钱。这个专利对于提升CPU性能非常重要，所有高性能CPU芯片都绕不开这个专利。

话题8、为什么英特尔那么牛，基带做的不咋地。既然答主认为基带设计难度远低于CPU，那么大家在5G战场占领根据地的时候，Intel为何毫无建树，最后不得不把业务都卖给苹果呢？自称专业人事，却能把两个领域的技术放在一起比较，得出的结果就是我国有优势的技术就是简单技术，我国劣势的技术就是皇冠上的明珠[惊喜]
有2个原因，一个是英特尔做基带太晚了，一个是英特尔从来没正经投入资源做基带。
先说第一个，华为从2006年就开始大量布局4G基带相关专利和技术了，英特尔晚了将近10年才开始做，此时高通/华为的专利墙已经越不过去了，如果缴纳一笔巨额专利费，还不如直接买高通的芯片划算，为了规避专利问题，很多设计不得不绕道。
其次，英特尔也没有正经投入资源做基带。
猜猜看英特尔把一部分很重要的设计工作交给了哪里？

话题9、苹果为什么搞外挂基带
这个不是技术问题，恰恰相反，把功能模块做在一颗芯片上反而设计难度更低，比如华为的麒麟9000，因为不需要考虑多个芯片之间通信问题，以及封装问题。
外挂基带的最大好处是芯片面积减小，良率增加，单片芯片成本更低。
外挂基带的结果就是：赚更多的钱。
缺点很明显，性能不如华为，并且功耗增加，稳定性略低。
但是苹果笃定认为，几年之内不会存在什么应用需要5G的高带宽，慢一点对使用影响不大。顺便留了挤牙膏的空间。
有很多知友反对这条，误以为外挂基带的设计难度更低。这个确实是反直觉的。实际上，华为的集成基带设计难度更低。
实际上，沸腾文并没有说集成基带设计难度更大，之所以产生这个错觉的原因是，很多人理所应当的认为“好用的”就是“设计难度大的”。
对于一颗芯片来说，每一个模块是可以单独固化（harden）的，只要设计者愿意，把无数个CPU做成一个连体婴都可以。比如Cerebras Systems的巨型连体婴芯片就包含1.2万个晶体管，是M1晶体管数量的75倍。


只要厂商敢投钱流片，台积电就有本事做出来。
而外挂基带则不得不提到很前沿的chiplet技术，事实上AMD正在尝试把功能做在多个小芯片上，然后粘到一起。

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