今年9月，苹果如期发布了iPhone 13系列，它们有很多竞争对手无法比拟的亮点:比如iPhone 13 Pro Max用比很多安卓旗舰更小的电池容量实现了出色的续航表现。以前只有一些大电池低性能的中端机型能做到这一点；而且iPhone 13系列的性能强大到足以驯服原神，同时也达到了理想的控温水平。最后，原神官方已经专门为iPhone 13 Pro系列开放了120帧的选项，性能逆天。
iPhone 13系列优异性能的背后，得益于其A15处理器，苹果宣称A15处理器比其他安卓手机快50%甚至更多。相比去年自家的A14处理器，除了架构和规模的升级，另一个容易被忽略的点就是A15处理器在制造工艺上的进步。A14和A15虽然采用了相同的TSMC 5nm工艺，但是A15采用了TSMC最新的N5P工艺，相比之前的N5工艺，性能提升了7%，功耗降低了15%。相比很多搭载三星5nm工艺旗舰处理器的安卓手机，TSMC工艺带来的优势不言而喻。
很多朋友可能会疑惑，为什么苹果的A系列处理器那么强？答案是苹果的A系列处理器能够领先安卓阵营一两代，一方面是因为苹果强大的芯片设计能力，另一方面是因为苹果一直采用最新最先进的芯片制造技术。可以说苹果A系列处理器的发展史就是浓缩芯片制造技术的进步史。我们一起来复习一下。
2010年之前的一年是诺基亚最后的辉煌时期。此时苹果的iPhone一代、iPhone 3G、iPhone 3GS都使用了三星研发生产的处理器。比如3GS就用了三星的S5PC100处理器。或许是为了减少对三星的依赖，苹果也组建了自己的处理器设计开发团队。
从变魔术到自学
苹果的小试牛刀是2010年随iPhone4发布的A4处理器。该芯片采用三星45nm工艺制造的800MHz ARM Cortex-A8单核处理器，GPU为PowerVR SGX 535。它抛弃了iPhone 4或iPad不需要的模块，L2缓存增加到640KB，比同频的三星S5PC110要好。但即便如此，由于A4处理器上仍然有大量三星的影子，所以仍然不能算是苹果真正自主研发的产品。
2011年的iPhone 4s是乔布斯的遗产，其A5处理器也具有特殊的意义。它是苹果设计的第一款双核处理器芯片。虽然采用了与上一代相同的三星45nm制程工艺，但它的变化远不止是增加了一个核心。其处理器架构为——Cortex-A9，脱胎于上一代Cortex-A8平台的全新架构，运算能力更强，功耗更低。部分GPU搭载Power VR SGX 543+，图形性能提升明显。当时苹果宣称处理器的CPU性能是第一代iPad的两倍，GPU是第一代iPad的九倍，A5X是其性能的增强版，图形处理器是第三代iPad的四核，图形处理能力是iPad 2的两倍。
2012年发布的A6处理器由苹果子公司Intrinsity设计，三星代工制造。它采用了独特的自研架构设计，性能介于Cortex-A9和Cortex-A5之间。它基于32纳米HKMG工艺制造，具有动态调节CPU电压/频率的特性。GPU集成了三核PowerVR SGX543m3 MP3图形处理单元，性能是去年A5的两倍多。
A6处理器横版空诞生的时候，苹果的iPhone就已经鹤立鸡群了。当时搭载A6处理器的iPhone 5在跑分榜上践踏了很多四核处理器的安卓机。苹果也向世界证明了一个处理器的性能不能只看它的核心数量。
进入64位处理器时代。
iPhone 5s是苹果的新高度。除了开创了手机指纹识别的先河，其A7处理器也为手机处理器开启了64位时代的大门。这款芯片无疑具有巨大的跨时代意义。
A7是全新的64位设计，采用三星的28nm制程技术打造，使用Arm-v8 64位指令集和自己的Cyclone架构，主频1.3GHz，A7处理器的性能在iPhone 5上比A6快2倍，是原来iPhone的40倍，是原来iPhone的56倍。其理论性能堪比当时的Xbox 360和PS3。此外，从A7开始，苹果为其处理器配备了低功耗协处理器M系列，负责计算手机的各种传感器数据，可以保持极低的功耗。
此后，A8、A9、A10几代进一步完善了核心数和工艺技术，性能也节节攀升。从20nm到16nm，苹果近年来在TSMC和三星之间反复跳跃。值得一提的是，A9因为当时苹果实行的双代厂战略，所以与之前的产品相比最为特殊。A9的代工订单同时交给了三星和TSMC，但是因为三星是14nm，TSMC是16nm，两种工艺生产的芯片有明显的差异。OEM版的TSMC在能效和产热方面表现更好，这在当年引起了轩然大波。或许正因为如此，苹果将次年发布的A10处理器全部换成了TSMC，避免了A9处理器的尴尬局面。
仿生的到来
时间到了2017年，这是iPhone发布的第十年。今年，对于苹果来说，A系列处理器和iPhone都进入了下一个时代。IPhone 8为之前的IPhone设计语言画上了完美的句号，而全新的iPhone X开启了全面屏和Face ID的新时代。
年度最佳仿生机器人是一个表演怪兽。A11采用TSMC当时最先进的10nm工艺，43亿个晶体管，六核设计。与A10相比，大核性能提升25%，四个小核性能提升70%，多性能处理性能提升75%。GPU是苹果开发的三核GPU。与A10相比，A11的性能提高了30%，而功耗降低了50%。此外，A11首次搭载双核神经网络引擎，每秒6000亿次运算。主要胜任机器学习任务，可以识别人、地点、物体。最典型的应用是它的第一个Face ID及其衍生的动画表情。
对于苹果来说，A11处理器更有意义，因为它是当时自主程度最高的A系列处理器，包括自研CPU、自研GPU、自研ISP、自研解码器等。当然也包括神经网络引擎。也是从那一年开始，几乎所有的手机厂商都把AI算力作为公布PPT的主页面，AI时代开始了。
A1Bionic处理器是业界首款7nm芯片，它仍然基于苹果开发的Fusion架构。根据苹果给出的数据，两个大核功耗性能提升15%，四个小核功耗性能提升50%。处理器在GPU中使用了新一代自研芯片，核心数量增加到四核，官方宣称性能提升了50%。最大的升级是神经网络引擎，从双核猛增至八核，每秒可实现5万亿次计算。
苹果A13处理器采用TSMC第二代7nm工艺，专为高性能低功耗量身定制。它插了85亿个晶体管，它的CPU由两个大核和四个小核组成。与上一代相比，两个性能核心的速度最高可提升20%，能耗最高可降低30%，四个高能效核心的速度最高可提升20%，能耗最高可降低25%。
在GPU部分，苹果表示针对金属框架进行了优化，四核，比上一代性能提升20%，功耗降低40%；配备八个神经网络引擎，你可以理解为NPU之类的。与上一代相比，性能提升20%，能耗降低15%。它为三摄像头系统、Face ID和AR应用程序提供了强大的性能支持。非常适合高性能游戏和最新的增强现实体验。
去年发布苹果iPhone 12系列的A14仿生处理器是全球首款量产的5nm处理器，集成了118亿个晶体管。不同于上一代的7nm升级，这次5nm工艺是一大飞跃。极紫外光刻技术应用于A14芯片的全过程。与7nm芯片相比，晶体管密度提高80%，相同功率下运行速度可提高15%，相同性能下功耗可降低30%。
规格方面，CPU部分采用六核设计，包括两个大核和四个小核，官方宣称性能提升高达40%。
GPU部分采用苹果新架构设计，依然是四核，但性能提升30%。
神经引擎这次也从8核升级到16核，AI计算能力提升到11.8万亿次，号称机器学习能力提升70%，计算速度提升10倍。
此外，A14 Bionic在ISP、安全功能、ML主控等方面也进行了升级。
从性能上来看，A15处理器有着几十倍于A4处理器的水平，而这仅仅是十年。芯片制造工艺从最初的45纳米发展到现在的5纳米。除了苹果越来越精湛的芯片设计能力，我们也不得不知道，为了尽可能实现摩尔定律，半导体行业的研究人员也夜以继日地付出了无数努力，将更多的晶体管塞进指甲盖大小的芯片。
正如稻盛和夫所说，“要想成就大业，除了脚踏实地的努力，别无他途。”我们现在的科技发展也是如此。
