解析苹果Vision Pro芯片:M2负责运算R1做定位传输,缺点是发热、耗电又贵

  北京时间 6 月 6 日凌晨,苹果 WWDC 全球开发者大会正式开幕。首场 Keynote 演讲上,苹果公司发布首款空间计算头显 Apple Vision Pro,iOS 17、macOS 14,以及 15 英寸的 MacBook Air、搭载最新 M2 Ultra 芯片的 Mac Studio 和 Mac Pro。

  作为外界期待已久的新产品,苹果 Vision Pro 头显引发关注,官方称为“空间计算机(spatial computer)”,机身包含 12 个摄像头、5 个传感器、6 个麦克风、两块 4K 的 Micro OLED 显示屏,两颗芯片 M2 和新的 R1、一个数字表冠,而显示屏中包含 2300 万像素和用于视力矫正的蔡司镜头。此外,该头显采用世界上第一个空间操作系统 VisionOS,有专门的应用商店。

  值得一提的是,苹果官网称,“Rose”R1 处理器是专为 Apple Vision Pro 耳机设计的新芯片。那么,苹果首次公布的 R1 芯片,核心作用是什么?都有哪些新特性?

  Apple R1 芯片作用是什么? 

  Apple R1 处理器是专为混合现实耳机设计的芯片,例如新的 Vision Pro。 而 R1 芯片不单独为耳机供电、运行,而是与苹果 ARM 架构的 Apple M2 芯片(为最新 MacBook Air 的同款处理器)一起运行。 

  其中,Apple M2 芯片的任务是执行任务、瞬时交互、运行计算,使用户可以通过头显设备访问应用;而 R1 处理器属于低功耗芯片,负责定位、传感协同处理、视觉图像处理或传输等功能。

  苹果 M2 芯片基于 ARM 架构,釆用台积电 5nm 工艺,包含 200 亿个晶体管,此前更多应用在 13 寸 MacBook Pro 、13 寸和 15 寸 MacBook Air (M2 芯片机型)当中。

  而苹果发布的最新 M2 Ultra,采用第二代 5nm 工艺制造,用 UltraFusion 技术连接两个 M2 Max 芯片的 Die 裸片,产生 1340 亿个晶体管,CPU 比 M1 Ultra 快 20%,192GB 内存容量比 M1 Ultra 提升 50%,内存带宽是 M2 Max 的两倍,视频处理速度最高可提升 50%,GPU 性能提升高达 30%,搭载至 Mac Studio 以及 Mac Pro 当中。

  新的 Vision Pro 内置的另一款自研 R1 芯片,据苹果官网显示,全新的 R1 芯片处理来自 12 个摄像头、5 个传感器和 6 个麦克风的输入,以确保内容实时呈现在用户眼前,R1 芯片能在 12 毫秒内将新图像传输到显示屏中,比眨眼快 8 倍。 

  对于苹果来说尽快完成这些过程非常重要,因为这将有助于减少消费者“眩晕”的可能性。如果人眼在戴着耳机四处走动时能检测到延迟,可能会开始感到眩晕和恶心,而 Apple R1 芯片就是防止这种情况的发生。

  9to5Mac 作者钱斯·米勒(Chance Miller)在发布会后体验了苹果 Vision Pro,他发现戴上 30 分钟内没有任何眩晕的感觉。他引述苹果公司称,两个 4K 显示屏组合和极低的延迟,是防止人们在佩戴 Vision Pro 时感觉眩晕的重要因素。

  R1 内置蓝牙,或与 AirTag 同款

  尽管苹果官方今天没有公布 R1 芯片的更多细节,但钛媒体 App 查询到,苹果 AirTag 定位器内置的核心传输和定位芯片也命名为 R1,支持蓝牙功能,不过官方没有对外透露过这款芯片信息。

  因此,鉴于苹果芯片线的命名规则、R1 的功能相同等,有理由相信苹果 Vision Pro 搭载的 R1 芯片,或与苹果 AirTag 同款,也可能是 AirTag R1 芯片的改进版,以更好的传输和定位。这是苹果首次公布新的芯片产品线。

  综合外媒报道,R1 芯片基于 ARM 架构,属M系列运动协处理器改进版,同时也是低功耗芯片,与 iPhone 11 新机内置的 U1 超宽带技术组合,可以使得 iOS 设备无缝配对,并允许它检测 AirTag 的远近位置。另外,R1 还支持利用传感器反馈数据,内置“惯性测量单元”(IMU),支持“到达角”(AoA) 和“出发角”(AoD) 等功能。

  根据钛媒体 App 看到的一份苹果 Vision Pro 头显设备拆解的供应商信息和 BOM 清单,整个 R1 处理器是由苹果设计的,与 M2 单价相差一倍,因此推测 R1 芯片或采用成熟工艺节点。钛媒体 App 还查询到,目前给 AirTag 制造 R1 芯片的供应商是 Nordic 北欧半导体。
苹果芯片产品线(图片来源于网络)

  苹果自研芯片产品线(图片来源于网络)

  总结来看,苹果 Vision Pro 内置的是非先进工艺、自研的 ARM 低功耗传输芯片,支持蓝牙功能,或与苹果 AirTag 定位器内置芯片一致,R1 制造供应商将是 Nordic 北欧半导体。

  苹果头显芯片缺点:发热、耗电、成本高

  内置两颗芯片,一定程度上可能会造成新的 Vision Pro 出现各种缺点。

  首先是发热。如果使用苹果 iPhone 手机进行长时间的游戏、拍照或摄影,手机就会严重发热(当然安卓手机也不例外),主要由于制造工艺先进、晶体管数量多,加上锂电池特定,从而在处理器高运算下发热量就会大。而 Vision Pro 头显设备也是如此,很难内置大型散热风扇,在 M2 芯片高性能计算下,设备会因为芯片计算造成发热。

  其次是耗电。根据苹果官方公布的数据,新款苹果 Vision Pro 一次充电续航 2 小时。对比 M2 Macbook Air 运行高达 13 小时,苹果 Vision Pro 续航时间可谓是非常短暂。就目前来看,该设备是将 M2 和 R1 芯片结合使用,加上无法有充足的散热设备,从而导致 Vision Pro 电池耗电速度比任何 iPhone、MacBook 设备要更快。

  最后是贵。新款苹果 Vision Pro 设备售价 3499 美元(约合人民币 2.48 万元)。而在这其中,两款芯片 BOM 成本比较高,仅次于索尼的内屏,因此,同时拥有 R1 和 M2 处理器可能增加了苹果 Vision Pro 成本,是设备售价高昂的重要因素之一。

  坚持七年背后,技术和产业链逐步成熟才更关键

  Vision Pro 显然有些仓促上马。根据苹果公布的信息,其首款混合现实头显 Vision Pro 出货定在 2024 年初,而且只在美国的苹果网站和零售店发售,全球发售已经到明年更晚。 

  所以,基于前期信息曝光和产品热度消退,市场惊艳了半天时间,到昨日下午开始逐渐冷静。“跨时代”、“定义下个十年”这种烂梗已不再被市场接受,苹果股价至今也未出现大的涨幅。6 月 6 日美股开盘,苹果公司股价跌 0.4% 左右。

  实际上,2.5 万元的售价,让 Vision Pro 不太可能是“平民级果粉”购买的产品,加之当下全球经济衰退、通胀加息,包括 VR/AR 头显在内的消费级市场处于放缓态势,大环境不佳。IDC 称 2022 年全球 AR/VR 头戴式设备出货量仅为 880 万台,同比下降 21%。

  Vision Pro 发布之前,苹果进行了各种前期铺垫,包括让 iPad Pro 上搭载激光雷达扫描仪(LiDAR)、推出 ARKit 等技术,如今,Vision Pro 中还搭载两颗自研芯片——M2 和 R1,亦说明苹果对该产品内部算力有很高的期待值。

  全球投行摩根士丹利发布一份最新研究报告指出,苹果 Vision Pro 设备规格大致符合市场预期。不过,由于 3499 美元的价格偏高,加上真正到手可能要到明年初,都可能抑制市场对于相关供应链的热度。其供应链可能要到今年 10 月才能量产,今年的产量预期较低,相关供应链短期内的热度可能略为下降。

  另据 TrendForce 集邦咨询数据表示,预估 2024 年,苹果 Apple Vision Pro 出货量约 20 万台。缺乏足够的应用,初期会是偏向开发者、企业用户采购的产品,能透过 Vision Pro 的各种创新的功能进而开发出不同类型的应用,并不适合一般消费用户,因此产品售价才会偏高。

  摩根士丹利分析师 Erik Woodring 认为,虽然现在还处于早期阶段,但增强现实/虚拟现实可能成为苹果增长的下一个主要平台。他预测,Vision Pro 第二代产品正在筹备中,最快可能会在 2025 年发布。

  从行业来看,苹果没有入局 VR 赛道之前,VR/AR/XR 设备受限于算力、延迟性、屏幕分辨率、内容生态等因素,一直不温不火,互联网大厂纷纷撤退,而苹果团队研发了长达七年多时间,最终带着软硬件生态进入市场。

  但是,Vision Pro 7 年多的历程,绝对不是只有苹果才能这样造产品,而是技术和产业链逐步成熟,从而让苹果 Vision Pro 在芯片、屏幕和交互体验上实现工程化创新:没有台积电 5nm 技术,苹果不可能成功研发 M2 芯片;没有 LG 的前沿柔性屏技术,苹果不可能诞生出极佳的屏幕显示效果;没有博通的 WIFI-6 网络芯片组,苹果不可能让头显瞬时上网;没有开发者支持,苹果绝对不可能会有 VR/AR 的第三方应用。
苹果 CEO 蒂姆·库克(REUTERS/Loren Elliott)

  苹果 CEO 蒂姆·库克(REUTERS/Loren Elliott)

  苹果 CEO 蒂姆·库克(Tim Cook)在大会上表示:“今天标志着计算技术新时代的开端。如同 Mac 把我们带入个人计算时代,iPhone 把我们带入移动计算时代,Apple Vision Pro 将带我们进入空间计算时代。基于苹果数十年的创新积累,Vision Pro 是遥遥领先的空前之创,带来革命性的全新输入系统和数以千计的创新技术。它为用户带来绝佳体验,并为开发者带来振奋人心的新机会。”

  (本文首发钛媒体 App,作者|林志佳)