Anandtech網站報道稱，蘋果已經將iPhone 4S中使用的A5處理器頻率從原本的1GHz降至800MHz。不過，iPhone 4S的性能仍遠超過競爭對手。
A5處理器也被應用在iPad 2中，其頻率原本為1GHz。不過與許多處理器頻率超過1GHz的智能手機相比，iPhone 4S的性能仍遠遠勝出。這表明，CPU的高主頻并不意味著一切。
在SunSpider Javascript測試中，iPhone 4S的速度幾乎為iPhone 4的一倍，兩者得分分別為2222ms和3921ms(得分低者更好)。在這一測試中只有8.9英寸三星(微博)Galaxy Tab平板電腦的表現更好。而在Rightware BrowserMark測試中，iPhone 4S的得分為89567分，超過所有競爭對手，而三星Galaxy S II的得分僅為55144分。在Geekbench測試中，iPhone 4S的速度也達到iPhone 4的兩倍。
iPhone 4采用A4處理器。與第一代iPad相比，iPhone 4的處理器頻率也較低。蘋果這么做很可能是為了提升電池續航時間。
Anandtech認為，蘋果這樣做將帶來幾方面的好處。一方面，較低的處理器頻率意味著工廠中產品將有更高的成品率，另一方面，這也降低了處理器的電壓。而CPU核心電壓的下降將直接推動處理器能耗的降低。與Android手機追求高CPU頻率不同，蘋果可以專注于軟件，減少系統中可能影響手機性能的因素。而蘋果以往在這一方面有著豐富經驗。
在運行游戲時，iPhone 4S的表現同樣很好，其FPS速率達到三星Galaxy S II的兩倍。
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