Всяка година Apple представя нов процесор от A-серия с надстройките на iPhone през есента. Тази година не очакваме нещо различно. Всъщност, преминаването към нова технология на производствения процес – 3nm процес на TSMC – дава възможност на A17 да бъде най-значимият скок в производителността и характеристиките от няколко години.
Разглеждайки последното десетилетие на чипове A-серия, проектирани от Apple, заедно с това, което знаем за наличната производствена технология и посоката и целите на компанията, можем да съставим едно доста добро обосновано предположение за това какво да очакваме от A17.
Само за iPhone 15 Pro (или Ultra)
Миналата година A16 беше изключителен за iPhone 14 Pro, докато стандартният iPhone 14 използваше A15. Очакваме повторение на този модел тази година, където новият A17 е ексклузивен за iPhone 15 Pro и iPhone 15 Pro Max (или iPhone 15 Ultra, ако слуховете са верни), а стандартният iPhone 15 получава A16, използван в iPhone 14 Pro модела.
Това ли е пътят напред за Apple в обозримо бъдеще? Тъй като функциите и качеството на смартфона достигат нещо като плато, а телефонните чипове на Apple се въртят около повечето телефони с Android, няма голяма причина за промяна. За Apple това намалява разходите и помага за създаването на по-голяма разлика между обикновените и Pro моделите, което има тенденция да тласка клиентите към по-скъпия iPhone.
Първият 3nm чип на Apple
Всички A14, A15 и A16 са направени чрез 5nm производствен процес от TSMC. Разбира се, този процес се е развил с течение на времето, произвеждайки чипове, които са по-плътни и имат подобрена енергийна ефективност, но няма нищо подобно на скока към следващия основен възел на процеса. И това е, което почти сигурно ще получим с A17 – първият широкомащабен потребителски чип, направен с 3nm процес на TSMC.
Писах надълго и нашироко за предимството, на което Apple ще се радва с 3nm процес, а голямото е по-голяма плътност – докато A16 имаше около 16 милиарда транзистора, можем да очакваме над 20 милиарда за A17, може би около 24 милиарда .
3nm процесът предлага повече енергийна ефективност, със сравним чип със сравнима скорост, но Apple няма да направи сравним чип със сравнима скорост. Максималната консумация на енергия ще бъде ограничена от размера на батерията, разсейването на топлината и други фактори и не мисля, че можем да очакваме масивна промяна в живота на батерията само от преминаването към 3n. Поне не за активна употреба при пълна мощност – не само, че чипът вероятно ще консумира почти толкова енергия в този сценарий, но дисплеят и радиото също допринасят толкова много за изтичането на енергия.
Там, където можем да видим известно подобрение, е в режим на готовност, който може да стане забележимо по-добър с преминаването към 3nm процес.
Леярна
Производителност и функции на процесора
ARM пусна своята v9 архитектура през 2021 г. и ние решихме, че A16 може да е първият чип на Apple, който поддържа новия набор от инструкции v9. Вместо това поддържа ARM v8.6 с множество собствени разширения на Apple. Тази година, с по-висок бюджет за транзистори, изглежда, че поддръжката на ARM v9 е вероятна.
Какви предимства предоставя наборът от инструкции и архитектурата на ARM v9? Apple проектира свои собствени CPU ядра и много от предимствата на производителността, обещани от v9 архитектурата, вече са реализирани в дизайна на Apple и ARM разширенията. Всъщност Snapdragon 8 Gen 1 беше един от първите процесори за смартфони от висок клас с ядро Cortex-X2 на ARM с поддръжка на ARM v9, а A15 на Apple го надмина с голяма разлика.
Ще видите много твърдения, че ARM v9 предлага 30 процента подобрение на производителността спрямо ARM v8, но това е за собствените основни дизайни на ARM и не взема предвид използването на персонализирани разширения. Apple е в съвсем друга лига тук – вероятно няма да видим 30 процента по-бърза производителност на процесора от A17.
Новите процесорни ядра на Apple за A17 почти сигурно ще бъдат по-бързи, но не непременно поради преминаването към ARM v9. Производителността на ядрото на процесора се влияе от набора инструкции, предсказването на разклоненията, декодирането на инструкциите, единиците за изпълнение, структурата и размера на кеша, тактовите скорости и много други фактори.
Що се отнася до общия брой на ядрата, изглежда, че няма голяма причина Apple да премине отвъд 4-те ядра за ефективност и 2 ядра за производителност, които са с нас от A11 Bionic. Просто очакваме добри 15 процента повече производителност от тях.
Леярна
Просто проектирайки последните няколко години подобрение на производителността на процесора, вероятно можем да очакваме едноядрен резултат на Geekbench 5 между 2100 и 2200 и многоядрен резултат малко над 6000. Geekbench 6 току-що беше пуснат и нямаме години сравнителни данни, за да създадем точна прогноза, но едноядрен резултат от над 2800 и многоядрен резултат от 7300 или повече изглежда оправдан. А скорошно изтичане който твърди, че едноядрен резултат от 3019 и многоядрен резултат от 7860 не е извън сферата на възможностите – особено след като видяхме по-голям от очакваното скок, когато Apple премина от 7nm процес към 5nm с A14, но числата толкова рано вероятно са напълно измислени.
Леярна
В случай, че се чудите как това се сравнява с други процесори, това ще даде на A17 едноядрен резултат, подобен на най-новите настолни процесори от висок клас Ryzen и процесори Core i7 от 13-то поколение Intel, но много по-нисък многоядрен резултат (което има смисъл, тъй като говорим само за две високопроизводителни ядра срещу 12 или повече в тези настолни процесори). A16 вече стабилно бие телефоните с Android с най-високия клас Snapdragon 8 Gen 2, а A17 трябва само да увеличи разликата.
Ако сме научили нещо през годините, то е само как стабилен подобрението на производителността е за процесорите на Apple. Едно- и многоядрената производителност се покачва почти по права линия, без значение кои години има големи архитектурни промени или скокове в производствения процес. Много е разумно да очакваме подобно подобрение тази година.
GPU производителност и функции
Графичният процесор е една област, в която A17 потенциално може да бъде много интересен. Apple увеличава производителността на GPU средно с около 20 процента с всеки нов чип от серия A, въпреки че може да бъде от 15 до 30 процента. Това, което не се е променило много, е цялостният набор от функции на GPU. Става по-бързо и има някои незначителни нови функции като променливи скорости на растеризация и SIMD подобрения за GPU изчисления, но Apple е години зад графичните процесори за настолни компютри във важни функции като ускорение за проследяване на лъчи.
Недостатъчен слух каза, че A16 е трябвало да има основна GPU архитектура, но не е бил готов навреме, така че е получил същия GPU като A15 (но повече честотна лента на паметта подобрява производителността). Не знам дали това е вярно, но Apple не е актуализирала своите таблици с метални функции за разработчиците, за да включи A16, което е показателно.
Мисля, че е вероятно Apple да има актуализирана GPU архитектура, готова за A17. Функции като ускоряване на проследяване на лъчи може да не са критични за iPhone, но този дизайн на графичния процесор ще намери своето място в бъдещите процесори на Mac от М-серията, където липсата на усъвършенствани функции на графичния процесор като ускоряване на проследяване на лъчи ги поставя далеч зад най-съвременните.
Можем също да очакваме подобрена производителност в настоящите 3D игри и приложения, които използват GPU за изчисления. Когато архитектурата се промени, ускоряването има тенденция да бъде променливо – някои неща стават много по-бързи, а други неща не толкова.
Леярна
Запазването на курса с приблизително 20 процента ускорение води до изчислителен резултат на Geekbench 5 GPU от над 18 000. Не забравяйте, че този показател измерва изчислителен производителността на GPU, а не способността му да изобразява 3D графики.
Леярна
За 3D графики, 20 процента ускорение би довело до модерния тест 3DMark Wild Life Unlimited, работещ при около 88 кадъра в секунда срещу 74 кадъра в секунда с A16. В момента Snapdragon 8 Gen 2 е по-бърз от A16 в този тест (и други 3D графични тестове), но това би поставило Apple малко напред.
В сравнение с подобренията на процесора, производителността на графичния процесор е по-разнообразна от година на година. Подобрението от A15 на A16 беше заглушено, най-вече поради леки подобрения на тактовата честота и подобрена честотна лента на паметта. Тази година, ако получим както нова GPU архитектура, така и значително подобрение на производствения процес, скокът може да бъде много по-голям.
Медийният двигател често е слабо свързан с графичния процесор, така че сега е толкова добър момент да кажем, че отново ще се надяваме хардуерът да ускори кодирането и декодирането на AV1 формата. В края на краищата това е в повечето от новото поколение компютърни графични процесори. Очакваме Apple да продължи да инвестира в производителността и енергийната ефективност на своите енкодери за H.264, HEVC и ProRes формати.
Продължаващ фокус върху ML и AI
Apple е голям в машинното обучение и AI. Въпреки че не изглежда да настоява толкова силно, колкото конкурентите си в генеративната AI надпревара, водена от проекти като ChatGPT, Midjourney и Stable Diffusion, компанията използва AI и машинно обучение в цялата си операционна система и приложения от години. Нови функции като възможността за избиране на текст в снимки се прилагат през цялото време и Apple отделя много площ на своя Neural Engine (ускорител за задачи за машинно обучение).
В A16 Apple изобщо не промени много Neural Engine. Той все още е с 16 ядра и със 17 трилиона операции в секунда е само с 8% по-бърз от Neural Engine на A15. Това е достатъчно малък скок, за да приемем, че просто работи на по-висока тактова честота. Честно казано, очаквахме много повече.
С 3nm процес, който прави възможен много по-голям транзисторен бюджет, Neural Engine вероятно ще направи значителен скок. Може да са просто повече ядра, големи промени в дизайна на начина, по който работят ядрата, или и двете. Бих се изненадал, ако не доставя над 20 трилиона операции в секунда, въпреки че има известен спор дали „трилиони операции в секунда“ наистина е най-добрият начин за измерване на производителността.
По-бърза LPDDR5x RAM
С A16 Apple увеличи RAM паметта до LPDDR5 (от LPDDR4x в A15). Конкурентните първокласни чипове като Snapdragon 8 Gen 2 използват LPDDR5x, който осигурява около 33 процента повече честотна лента и по-ниска латентност на паметта, като използва същата мощност.
По-голямата честотна лента на паметта е добра за всичко, особено когато не използва повече енергия. Най-очевидният бенефициент ще бъдат 3D игрите от висок клас, които натоварват както CPU, така и GPU по начини, които разширяват границите на честотната лента на паметта.
Apple не винаги е най-бързият за преминаване към новите стандарти за памет, но дава приоритет на честотната лента на паметта и големите кешове и изглежда признава ползата от преместване на нещата по-бързо вместо просто обработка нещата по-бързо. Давам шансове 50/50, че ще видим LPDDR5x RAM в A17.
Все още модем Snapdragon (засега)
Очаква се Apple да започне да използва свои собствени 5G модеми от следващата година, вероятно с iPhone SE през пролетта и, ако нещата вървят добре, по-късно в линията iPhone 16 през есента.
Snapdragon X70 вероятно е модемът, който Apple ще използва за линията iPhone 15 (поне за моделите Pro). Повечето от най-добрите функции на X70 звучат по принцип по същия начин като X65, който ще намерите в iPhone 14 Pro, но има малък интегриран AI процесор, който постоянно следи и оптимизира състоянията на връзката, което трябва да доведе до по-стабилна и оптимална връзки. Че трябва да подобри скоростта в реалния свят и да увеличи живота на батерията.
Източник: www.macworld.com