22.11.2024
55
Сохранить статью:
Какие особенности? Процессоры iPhone производятся компанией Apple на основе собственной архитектуры. Размеры транзисторов уменьшаются в каждом новом поколении, это позволяет разместить больше ядер.
Чем характеризуются? Современные процессоры iPhone позволяют обрабатывать задачи, связанные с машинным обучением и искусственным интеллектом, а также обеспечивают высокую графическую производительность.
Компания Apple организовала собственное производство ядер для центральных процессоров в 2012 году. Первые модели были созданы на базе стандартных ARM Cortex. В процессе развития производства чипы претерпевали изменения и все меньше походили на своих «родителей».
Даже специалисты затрудняются дать ответ, к каким образцам ядер Cortex в большей степени приближены последние разработки компании. В свою очередь Apple держит все технологии их производства в секрете, ограничиваясь присвоением каждой новой модели кодового имени.
Первые модели ядер компании Apple были 32-битными и назывались Swift. SoC A6.включает два таких ядра с собственной архитектурой. При их разработке использовали элементы архитектуры ARM Cortex A9 и Cortex A15.
По данным, которые были приведены специалистами компании, такой процессор для iPhone работает практически в два раза быстрее, чем предыдущий А5 (на базе ядер Cortex A9), что помимо прочих усовершенствований связано с работой на более высокой частоте, в полтора раза больше, чем у предшественника.
Дальнейший прогресс в развитии компании ознаменовался переходом на 64-битную архитектуру на базе нового ядра – Cyclone. Процессор Apple A7, в состав которого входили эти ядра, стал одним из первых промышленных образцов 64-битных ARM чипов с поддержкой набора инструкций ARMv8-A.
В дальнейшем ядро Cyclone, подвергающееся регулярной модернизации, послужило основой при разработке компанией Apple инновационных продуктов, и стало отправной точкой в истории создания новых чипов.
Компания Apple отнесла процессор А7 к моделям десктопного класса. Система была установлена в смартфоне iPhone 5s. При сравнении с предшественником, был зафиксирован прирост производительности практически в два раза. Впервые процессор был создан на базе ядра Cortex-M, который стали использовать и в последующих моделях чипов компании. Он обрабатывает сигналы с внешних датчиков устройства, освобождая от этой нагрузки центральный процессор.
Следующие версии смартфонных чипов – A8 и A9, по аналогии с предшественниками, также оборудованы двумя процессорными ядрами, но на других архитектурах – Typhoon и Twister. Первая версия характеризовалась незначительными изменениями: A8 по скорости лишь на четверть превосходил А7. Была также разработана версия для планшетов– A8X, которая включала уже три ядра. Вторая архитектура была переработана кардинально. Чип А9 превзошел предшественника на впечатляющие 60–70 %.
Разработка чипа A10 завершилась в 2016 году. К названию была добавлена приставка – Fusion. Процессор iPhone, по аналогии с системой big LITTLE, которая в то время уже успешно использовалась другими производителями ARM-чипов, был оснащен четырьмя ядрами.
По оценкам Apple, работа двух высокопроизводительных ядер архитектуры Hurricane с двумя ядрами Zephyr показала высокий уровень производительности – на 40 % выше, чем демонстрировала предыдущая система. Такой показатель был достигнут благодаря малым ядрам. Большие не дали заметной прибавки скорости.
А11 Bionic – это самый производительный процессор из тех, что когда-либо были установлены на смартфонах. Впервые в систему на кристалле был введен нейронный процессор Neural Engine, который предназначен для алгоритмов машинного обучения. Это открыло возможности для применения таких функций как Face ID, Animoji.
Новая модель центрального процессора включает шесть ядер – четыре экономичных Mistral и два быстрых архитектуры Monsoon, которые на четверть превысили скорость предшественников.
В A12 количество и схема ядер остались прежними. Это относится и ко всем последующим процессорам серии A, вплоть до A16. Производительность новых моделей ядер Vortex увеличилась на 15 %. Энергосберегающие Tempest и такой разницы с предшественником не показывали, ведь при разработке чипа основное внимание было сосредоточено не на повышении производительности, а на энергосбережении.
В 2019 году для iPhone была разработана модель процессора А13. Использование новых архитектур Lightning и Thunde позволило повысить производительность обоих типов ядер примерно на 20 %. Следующий представитель серии систем на кристалле – A14 – увидел свет в 2020 году. Чип был оснащен ядрами Firestorm и Icestorm, что позволило повысить производительность на 40 %.
Система SoC M1 включает восемь ядер по классической схеме – 4+4. M1 Pro, с более высокой производительностью, имеет две конфигурации: полный чип включает восемь производительных ядер Firestorm и два энергоэффективных Icestorm. В упрощенной версии число первых снижено до шести.
Более производительная система SoC M1 Max по процессорной части схожа с полной версией M1 Pro. Премиальный процессор M1 Ultra – результат «склейки» двух M1 Max. Эта модель включает 20 ядер – 16 производительных и 4 энергоэффективных ядра.
Процессор Apple A15 для iPhone мало отличается от предыдущей модели. Производительность новой версии чипа выше на 10 % за счет ядер – Avalanche и Blizzard, оптимизированных для достижения более высоких частот. Архитектуры стали основой второго поколения SoC серии M — процессора M2, использующего все ту же схему ядер – 4+4.
Чип A16, оснащенный ядрами Everest и Sawtooth, показывает такой же прирост по процессорной части, как и модель предыдущего поколения. При разработке процессоров последних двух поколений, компания Apple уделяет особое внимание повышению энергоэффективности собственных систем, ускорению подсистемы оперативной памяти.
С момента выхода на рынок чипа А4 и вплоть до создания А10, Apple применяла графические ускорители PowerVR от Imagination Technologies, которые появились в гаджетах компании еще во времена использования заказных чипов от Samsung. Технологию создания собственных графических чипов, так же как и разработку процессорных ядер, компания держит в секрете.
В A4, как уже упомянуто выше, компания использовала чип от Samsung – PowerVR SGX535, оснащенный только одним графическим ядром. В последующих трех процессорах собственного производства компания перешла на использование многоядерного PowerVR SGX543 – двумя в A5, тремя в A6 и четырьмя ядрами в A5X. Планшетная модель A6X оснащалась видеочипом SGX554 с 4 графическими ядрами. Графика 5-й серии ограничена поддержкой OpenGL ES 2.0 и DirectX 9, аналогично графическим процессорам без универсальной шейдерной архитектуры, хотя имеет ее.
Начиная с модели процессора Apple A7 для iPhone, в состав системы входит графика нового по тем временам поколения PowerVR Rogue 6 серии. Ее конфигурация в A7 включает мощный видеоадаптер ГП G6430 с четырьмя ядрами. Чип А8 оснащен более новым графическим ускорителем – GX6450, состоящим так же, как и предшественник, из четырех ядер. Графикой PowerVR Rogue 6-й серии, в отличие от предыдущей, поддерживается собственный графический API, а также движки для отработки графики – OpenGL ES 3.1, Vulkan и DirectX 10.
Седьмая серия графики PowerVR также входит в состав серии Rogue, но подверглась некоторым изменениям. Процессоры поддерживают тесселяцию, позволяющую создать более реалистичные объекты, OpenGL 3.2, доступ к большему числу функций API Vulkan, обеспечивают совместимость с DirectX 11 и 12 версии. Первым такой графический процессор получил чип Apple A9, установленный в iPhone 6S — им стал чип GT7600 с шестью ядрами.
На чипе Apple А11 Bionic компания впервые использовала графический процессор собственного производства. Несмотря на снижение числа ядер, три кластера по-прежнему включали 24 исполнительных блока и 192 шейдерных процессора. Очевидно, что графика компании Apple базируется на собственных архитектурных преобразованиях PowerVR. Однако официальных ответов от компании по этому поводу в прессу не поступало.
Чип Apple A12 оснащен четырьмя графическими ядрами. Планшетная версия A12X включает целых семь ядер. Чип А13 по аналогии с предшественником имеет четырехъядерную графическую конфигурацию. Прирост производительности процессора обусловлен повышенным уровнем тактовой частоты.
Графика процессора Apple A14 iPhone претерпела значительные изменения. Если в предыдущих поколениях на каждое ядро приходилось по 8 исполнительных блоков и по 64 шейдерных процессоров, то с этого поколении их число удвоилось:16 и 128 соответственно. Это позволило увеличить производительность ядер в А14 по сравнению с А13, но не в два раза, как можно было предположить, а в полтора: из-за большого числа блоков пришлось понизить частоту графики.
Две модели чипов M1 оснащены графикой этого поколения. Модели Apple M1 Pro содержит 14 и 16 графических ядер. Чип M1 Max также представлен на рынке в двух вариантах – 24 и 32 ядра ГП. Выполнен в двух версиях и элитный процессор M1 Ultra, одна содержит 48, а другая 64 ядра.
Прием с увеличением числа блоков при низкой частоте увенчался успехом. При сохранении энергетических характеристик производительность графики значительно увеличилась, несмотря на дополнительный расход транзисторного бюджета.
Компания признала это успехом и в А15 повторила этот трюк. В новой версии графики на каждое ядро приходилось 32 исполнительных блока и 256 шейдерных процессоров. Частота вновь была снижена, но графических ядер в составе полного чипа стало пять. В таком виде графика была перенесена в процессор А16.
Прямое сравнение показателей производительности процессоров, установленных в устройствах Apple iPhone с процессорами других производителей, затруднительно, поскольку чипы работают только с операционной системой собственной разработки — iOS, iPadOS или macOS. Компания грамотно модернизирует собственные операционные системы, что позволяет существенно повысить производительность чипов.
Чтобы яснее увидеть отличия между процессорами для iPhone, выпущенными за последние три поколения, следует изучить их характеристики, которые представлены в таблице:
|
Чип |
Производительные ядра |
Энергоэффективные ядра |
Графические ядра |
Neural Engine |
ОЗУ |
Кол-во транзисторов |
Тепловая номинальная мощность |
Устройства |
|
A16 Bionic |
2 на частоте 3.46 ГГц |
4 на частоте 2.02 ГГц |
5 |
16-ядерный во всех чипсетах |
8 Гб |
16 млрд |
5 Вт |
iPhone 14 Pro |
|
A15 Bionic |
2 на частоте 3.22 ГГц |
4 на частоте 1.82 ГГц |
5 |
|
8 Гб |
15 млрд |
6 Вт |
iPhone 14 |
|
A15 Bionic |
2 на частоте 3.22 ГГц |
4 на частоте 1.82 ГГц |
4 |
|
8 Гб |
15 млрд |
6 Вт |
iPhone 13, iPhone SE |
|
A14 Bionic |
2 на частоте 3.1 ГГц |
4 на частоте 1.8 ГГц |
4 |
|
6 Гб |
11.8 млрд |
6 Вт |
iPhone 12 |
При внимательном анализе таблицы понятно, почему А16 Bionic из iPhone 14 Pro относится к самым мощным моделям. Вы также узнаете, что чип iPhone 14 остался таким же, как в iPhone 13А, а отличий между двумя процессорами А15 Bionic практически нет, разве что система последнего iPhone на этом чипе включает не 4, а 5 графических ядер, повышая производительность графики.
iPhone 12 можно увидеть в этой таблице по той причине, что купертиновцы до сих пор осуществляют официальные продажи смартфона. По правде сказать, он практически не уступает более новому А15 Bionic. Но к преимуществам следует отнести увеличенный объем оперативки и несколько более высокую таковую частоту. А15 выигрывает за счет большого числа транзисторов. Если стоимость гаджета для вас в приоритете, остановите выбор на iPhone 12. Это отличный вариант для покупки даже в сравнении с iPhone 13.
Сравнивая процессоры А14 и А16, можно обнаружить, что между ними есть существенный разрыв в производительности – порядка 30 %. Анализируя приведенные данные, можно предположить: iPhone 12 уходит в прошлое. Низкая производительность – препятствие для реализации планов.
Поможет бесплатное приложение AIDA64. Его можно загрузить из App Storе. После запуска программы на экране появятся данные об устройстве, включающие перечень его основных технических характеристик. В разделе «Processor» вы найдете информацию о том, какой процессор установлен в iPhone.
При создании чипа A17 Pro был использован 3-нанометровый техпроцесс, что является главным преимуществом процессора. В отличие от A16 Bionic, он имеет не 13, а 16 миллиардов транзисторов. Компания также модернизировала его архитектуру, повысила производительность ядер, увеличила количество графических ядер до 6.
iPhone 16 оснащен новым чипом – A18 Bionic. В сравнении с A18 Pro в iPhone 16 Pro, у него более низкая базовая частота и уменьшено количество графических ядер. Вместо шести их стало пять. Процессор A18 Bionic является одним из наиболее эффективных мобильных чипов на рынке. В ближайшие два года можно уверенно рассчитывать на максимальные настройки графики в играх.
Компания Apple занимает лидирующие позиции в разработке и производстве собственных процессоров для мобильных компьютерных устройств, таких как iPhone, телевизионных приставок и гарнитур.
На момент появления на рынке продукция Apple превосходит по производительности продукты остальных участников рынка. Линейка SoC Apple M позволила компании завоевать первенство в создании чипов для ноутбуков и компьютеров. Процессоры Apple отличаются отменной однопоточной и достойной многопоточной производительностью, обеспечивают высокую скорость оперативной памяти, имеют мощную встроенную графику.
