Чого можна очікувати від 5-нм однокристальної системи Apple A14?

Чого можна очікувати від 5-нм однокристальної системи Apple A14?

Сьогодні навряд чи хтось зможе точно сказати, які функції або продуктивність надасть неоголошений процесор серії A, але ресурс Macworld зробив деякі обґрунтовані припущення, ґрунтуючись, в тому числі, на чутках. Перш за все, слід сказати про 5-й техпроцесі - цілком можливо, A14 стане першим масовим споживчим чіпом який буде використовувати ці норми виробництва TSMC.


   Техпроцес активно використовує літографію в глибокому ультрафіолеті (EUV) на всіх етапах і, за словами TSMC, забезпечує на 80% більшу щільність логіки, на 15% підвищену продуктивність при колишній потужності або на 30% зрослу енергоефективність при колишній продуктивності.

Розмір кристала A13 становить близько 98,5 мм2 (N7P, 8,5 млрд транзисторів), що приблизно на 20% більше, ніж 83,2 мм2 у A12. Якщо цього року Apple збереже площу чіпа на рівні до 100 мм2, то на цій площі вона зможе вмістити неймовірні 15 млрд транзисторів - це більше, ніж у будь-яких споживчих чіпів, крім найпотужніших процесорів і ДП для настільних комп'ютерів і серверів. Тому Apple цілком може скоротити загальну площу до 85 мм2 і, відповідно, зменшити бюджет до близько 12,5 млрд транзисторів. Але в будь-якому випадку це означає ще більше ядер, кешу і обчислювальних блоків. 

У A13 мало що змінилося в базовій архітектурі ЦП. Кількість ядер залишилася колишньою, як і самі ядра - ключова зміна торкнулася підвищених тактових частот. В однопоточній продуктивності A13 забезпечує 20-відсоткову перевагу в порівнянні з A12 (в Geekbench 5), що робить його найшвидшим мобільним процесором. Просто дотримуючись тенденції (що цілком відповідає останнім процесорам серії A), ми можемо очікувати, що A14 отримає близько 1500-1600 очок Geekbench 5 за рахунок 5-нм техпроцесу і архітектурних поліпшень.

Багатоядерну продуктивність прогнозувати складніше. A12 і A13 мали чотири маленьких високопродуктивних ядра і два великих високопродуктивних ядра. Apple дуже ефективно планує робочі навантаження, щоб максимально використовувати переваги всіх ядер, тому малоймовірно, що ми побачимо значне поліпшення від оптимізацій у розподілі навантажень. Але завдяки стрибку в щільності транзисторів Apple може додати третє велике ядро - або значно підвищити продуктивність високоефективних ядер, що так чи інакше підніме багатопоточну продуктивність. Якщо продовжити лінію заданої тенденції, ми отримаємо близько 4500 балів, але архітектурні зміни і підвищена тактова частота цілком можуть дати навіть 5000 очок в Geekbench 5 або близько того. Це може зрівняти A14 за продуктивністю з досить потужним 15-дюймовим MacBook Pro.

З моменту запуску App Store смартфони Apple завжди були хорошими ігровими пристроями. Але тепер, із запуском передплати Apple Arcade, графічна продуктивність стає ще більш важливим фактором. До того ж ДП також використовується для обчислювальних функцій в обробці зображень, машинному навчанні та безлічі інших завдань. Іншими словами, продуктивність графічного процесора має вирішальне значення, і Apple не збирається знижувати обороти в A14.

Якщо подивитися на результати тесту 3DMark Sling Shot Extreme Unlimited, продуктивність A13 різко зросла (понад 6000 балів) - набагато більше, ніж очікувалося на основі екстраполяції (близько 4800 балів). Цього було достатньо, щоб обійти останні апарати Android, але відтоді з'явилися нові моделі. Очікується, що Apple витратить значний транзисторний бюджет, щоб зробити ДП потужнішим. Поряд з підвищеною пропускною здатністю пам'яті, ймовірно, можна буде очікувати, що продуктивність ДП значно перевершить прогнозований на основі колишніх тенденцій рівень в діапазоні 7000. Якщо виключити якесь нове вузьке місце в продуктивності, можна розраховувати на 9500 очок або близько того. Іншими словами, ми можемо очікувати 1,5-кратного приросту.

Але крім ЦП і ГЦ є інші обчислювальні блоки. Вони містять спеціалізоване обладнання для конкретних завдань на зразок обробки зображень, кодування та декодування відео, а також нейроблоки для завдань, пов'язаних з машинним навчанням. У A13 Apple додала спеціалізоване обладнання для обробки множення матриць і оновлений «контролер машинного навчання», щоб збалансувати обчислювальні завдання між різними частинами процесора - ЦП, ГЦ і нейроблоками. Кількість ядер у Neural Engine залишилася колишньою, але продуктивність покращилася за рахунок зростання тактових частот. Apple піклується про цей бік своїх рішень для поліпшення якості фото і відео, доповненої реальності і багатьох функцій на кшталт Siri. Збільшений транзисторний бюджет дозволить Apple додати ядра Neural Engine, а також внести інші архітектурні поліпшення - в результаті завдання машинного навчання A14, напевно, зможе виконувати, як мінімум, удвічі швидше.


Apple не надає інформацію про продуктивність свого процесора обробки зображень, але прагнення до поліпшення якості камери невичерпне, тому, ймовірно і тут будуть кардинальні поліпшення. Можливо, A14 стане першим чіпом Apple з апаратним декодуванням або навіть кодуванням відеоконтенту у форматі AV1. В результаті відеоролики стануть якіснішими і будуть займати менше місця.

Apple вже багато років використовує пам'ять LPDDR4 у своїх iPhone. Спочатку вона перейшла з LPDDR3 на LPDDR4 в A9 в 2015 році, а потім на LPDDR4x (більш швидку і трохи більш енергоефективну версію) в A11 в 2017 році. A12 і A13 використовували ту ж оперативну пам'ять. Але ми знаходимося на порозі наступного покоління енергоефективної мобільної пам'яті. Специфікація для LPDDR5 була завершена в минулому році, і Samsung вже почала виробництво, а незабаром повинен початися її випуск і компанією SK-Hynix (іншого ключового постачальника оперативної пам'яті Apple). Висококласні апарати Android почнуть поставлятися з новими чіпами пам'яті в першій половині цього року, тому на появу їх в iPhone теж можна розраховувати.

 Пам'ять LPDDR5 приблизно на 30% швидше, ніж чіпи LPDDR4x в iPhone 11, і на 30% більш енергоефективна. Пропускна здатність є критично вузьким місцем для безлічі завдань, але особливо для продуктивності мобільної графіки та обробки зображень. Слід зазначити, що в даний час Samsung випускає тільки 12-гігабітні чіпи LPDDR5. Якщо Apple використовує його як постачальника, це, ймовірно, означатиме оновлення до 6 Гбайт ОЗУ в iPhone 12.

Хоча модем не є частиною самого чіпа A14, він дуже важливий для iPhone, так що варто торкнутися і його. Очікується, що цього року Apple включить підтримку 5G в нові смартфони. Мова, ймовірно, йде про використання модема Qualcomm Snapdragon X55. Що стосується інших бездротових функцій, можна очікувати тієї ж підтримки Wi-Fi 6, Bluetooth 5, NFC і UWB (Ultra-Wide Band, надширока смуга). Останній бездротовий інтерфейс був несподіваним доповненням в iPhone 11 і може застосовуватися для пошуку предметів за мітками AirDrop і не тільки.