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对苹果A12处理器的期待

IT资讯 2019-11-26 10:43:46

我们已经非常接近于在2018年推出苹果的新iphone,当然它们肯定会使用苹果设计的新的自定义系统芯片(SoC)。在继承过去命名惯例的基础上,它几乎肯定会被称为A12,以及一个丰富多彩的描述符(如“A10融合”或“A11仿生”)。

通过观察以前苹果设计的soc的改进,并预测到目前最先进的制造技术,我们可以对A12有一个很好的预期。

苹果公司对其即将推出的处理器守口如瓶,因此外界鲜有可靠的宝贵信息。把这篇文章称为有根据的猜测吧。

iPhone 8、8 Plus和X中使用的A11仿生芯片是采用台积电的10nm制程生产的。A12将采用台积电的7nm制程生产——事实上,它应该是第一个广泛使用7nm制程的消费类产品。

你不能比较来自不同公司的制造过程的“纳米”测量值,因为每个公司对芯片不同方面的测量值都不同,从而得出这个数字。但由于苹果仍坚持与台积电合作生产A12,我们可以看看台积电自己的指引,看看这种新工艺有多好。

公司描绘了一幅非常美好的前景。与A11的10nm制程相比,该公司称7nm制程提供了“1.6倍的逻辑密度,约20%的速度提升,约40%的功耗降低。”

换句话说,如果苹果公司用7nm制程生产出完全相同的A11仿生芯片,它的体积将缩小40%左右,以同样的速度运行时,耗电量将减少40%,或者以同样的功率运行时,时钟速度将提高20%。你可以放心,那些是最好的数字。

当然,苹果不会简单地将A11仿生芯片缩小,它将生产更先进、更复杂的芯片。A11拥有令人印象深刻的43亿个晶体管,我们估计A12的晶体管数量将下降到55亿到60亿之间。

A11仿生处理器由两个高性能的CPU核心(代号为“Monsoon”)提供动力,运行最高时钟速度约为2.39GHz。它与四个更小、性能更低、更节能的核心(代号为“Minstral”)配对。

我们猜测A12可能会坚持使用两个高性能核心,使用更高的晶体管计数来提高性能和效率。我们不期望时钟速度有大的提升:A12将会是一个大而强大的芯片,所以在一个iphone大小的设备中可能没有足够的空间来推动它超过2.5GHz左右。

下面是过去几代a系列处理器的Geekbench 4单核分数。过去四代人的进步是非常线性的,我们预计今年也会有类似的进步。搭载新A12的手机的单核Geekbench 4评分可能在5000分左右,上下浮动100分左右。

在过去的几年里,单核系统的性能有了非常规律的提高,我们预计今年还会继续提高。

苹果可能会坚持使用四个节能核心,再次对架构进行一些小的调整,以提高能源效率和性能。

在CPU方面,我们预测A12将坚持六核设计(两个大,四个小),提供大约20%的单线程性能和20%到30%的多核性能。

使用过去的Geekbench 4多核测试分数,并预测未来的趋势线到A12显示的分数大约是15000分,但我们不希望这真的实现。

A11在多核性能上有了巨大的改进,但A12无法与趋势线相匹配。

为什么?因为A11对多线程性能的工作方式进行了重大的架构更改。它引入了新的第二代性能控制器,首次允许两个大核和四个小核同时工作。这对多核性能产生了巨大的影响。A12可能有更快的内核,甚至可能更高效地同时使用它们,但它不会突然比以往任何时候都能同时使用更多的内核。

因此,我们预计多核性能将提高25%到30%,Geekbench 4的分数将在13000左右。

那图形处理器呢?A11仿生处理器采用了苹果公司设计的全新三核图形芯片,而不是powervr设计的gpu。A12可能会增加第四个核心,并略微改进架构,使图形性能提高约40%。

这里是最近四部iPhone发布的3DMark评分,使用Sling Shot进行极限无限测试。性能正在逐渐下降,趋势线告诉我们,我们可以预期在这次测试中A12的分数大约为4200。

在iphone上,真实世界的图形性能开始趋于稳定。

为什么像3DMark这样的实时图形基准会随着时间的推移显示出更少的改进?这可能与内存带宽有关:游戏的实时图形是内存密集型的,一旦你达到了从RAM(和各种缓存)读写数据的能力极限,你的GPU速度有多快就无关紧要了。A12可能有稍微快一点的内存,但是除非它增加内存通道来显著地改善内存带宽(这是我们不期望的),否则它不会在游戏性能上有巨大的提升。

让我们看看GPU在计算应用程序中的表现,使用苹果的金属框架。Geekbench 4的金属测试显示,经过多年的稳定改进,内存带宽比3DMark的游戏图形更少。

根据Geekbench的测量,过去两代苹果的GPU计算性能提高了20%。

这是一个趋势,我们认为将继续,与A11相比,A12提供了另外20%到25%的真实世界金属计算性能。大约是18500分,误差几百分。

值得注意的是,苹果经常宣传自己的GPU比基准测试显示的要快得多。该公司声称A11的GPU比A10快30%。这在一些有限的情况下可能是正确的,但是大多数基准测试显示在15%到25%的范围内有改进。苹果公司可能会声称其性能提升了30%到40%,而现实世界的基准测试显示的改善幅度更小。

今天的移动处理器不仅仅是一个CPU和图形处理器。它们的特点是硬件专用于音频处理、来自运动和其他传感器的数据处理、来自摄像头的图像处理,现在甚至还有机器学习。

这些是最难了解的性能方面,因为它们通常高度专有,专用于特定的任务,而且苹果对它们守口如瓶。

A11仿生系统为苹果公司提供了第一个专门的机器学习硬件,而A12可能会带来很大的改进。

A11是第一个专门为机器学习设计硬件的苹果芯片,被称为“神经引擎”。“A11的神经引擎每秒可以运行6000亿次,随着时间的推移,苹果很可能会加大对这类硬件的投入。”如果A12的神经引擎每秒的运算能力低于1万亿次,那将是相当令人惊讶的,你可以期待苹果在台上喊出这样一个令人印象深刻的数字。它甚至可能达到1.2万亿甚至更多——是A11的机器学习运算能力的两倍。

苹果芯片中的ISP(图像信号处理器)功能每年都在增强,它在很大程度上改善了我们一直期待的新iPhone的相机质量。今年也不会有什么不同,尽管很难精确计算出图像处理器和视频编码硬件的能力究竟会提高多少。iPhone 8和X已经可以以惊人的240帧/秒的速度运行1080p的sloo -mo,并以60帧/秒的速度播放4K视频。除此之外,还需要将数据移出成像传感器,这与图像处理器的性能同样重要。

因此,期待一个更快、更强大的ISP来改善照片和视频质量,但不一定是更快的慢动作性能。

如果苹果以同样的速度采用同样的芯片设计,那么从10nm制程到7nm制程的转变将意味着更长的电池寿命。然而,苹果几乎肯定会制造出更强大、更复杂的芯片,从而在很大程度上降低功耗。更重要的是,现实世界的电池寿命是一系列因素的结果,比如蜂窝和Wi-Fi收音机的效率、显示和存储。

不过,A12的待机状态应该会低得令人印象深刻,因此,当新iphone处于休眠状态时,电池耗电量减少一点也不会让我们感到意外。当运行高强度的应用程序和游戏时,功耗可能不会有很大的不同——至少与系统芯片上的不同。从本质上讲,苹果公司正处在iPhone紧凑尺寸的散热极限。

换句话说,新iphone的“屏幕准时”电池寿命与A12的电池容量、显示效率和无线电效率差不多。但我们会担风险,闲置的电池寿命(已经iPhone的强项)将会是杀手,而且可能更大的电池在新加的iPhone今年将给它一个真正的优势的iPhone x更有效的蜂窝无线电应该提高电池寿命,。

虽然它并不是A12系统芯片的一部分,但这可能是一个很好的时机来提及新iPhone硬件的另一个重要方面:无线性能。

有传言称,苹果将放弃高通作为其调制解调器供应商之一的地位,代之以所有iphone手机使用英特尔的调制解调器。尽管高通(Qualcomm)如今生产的是高级调制解调器,但今年iphone的调制解调器可能并非如此。

英特尔(intel)的XMM 7560调制解调器可能是苹果公司(Apple)打算推出的一款产品,它避开了高通(Qualcomm)的X20。这未必是件坏事。与当前iphone的XMM 7480和高通(Qualcomm) X16相比,XMM 7560支持更多频段和蜂窝技术。它应该更快、更省电,而且只有一个调制解调器供应商,我们可能不必担心不同运营商和国家的不同iphone版本。我们可能最终会有一个单独的“世界iPhone”。

如果你希望苹果从帽子里变出一只兔子,成为第一个销售大众市场的5G智能手机的公司,那就继续许愿吧。调制解调器还没有真正准备好,网络还没有建立起来,也没有足够的时间来测试这项技术。此外,5G蜂窝网络使用的新频率将需要新的天线,可能需要不同的手机设计才能正确实现。

所以,至少在2019年或2020年之前,不要指望能有一部5G iPhone。

本文中的数据都来自苹果芯片的iPhone实现。例如,A10使用的是iPhone 7 Plus的性能数据,而不是今年春季推出的新iPad。

如果苹果在今年9月推出新款iPad pro,正如我们预期的那样,他们的处理器规格可能会有两种情况。

首先,他们使用与iphone相同的A12,但运行速度更快,内存也可能更快。ipad更大的尺寸让它们更有效地散热,更大的电池有助于增加电量。如果是这样,您可以在A12的预期性能上再增加15%到20%。

另一种选择是,苹果将在新款ipad上同时推出A12X芯片。这很不寻常,但并非闻所未闻:2015年,苹果推出了带有新A9处理器的iPhone 6s,以及带有A9X的12.9英寸新iPad Pro。如果苹果再次走上这条路,A12X将成为平板电脑芯片中的怪兽。以A12为例,再增加一到两个高性能核心,你就得到了一个足以让英特尔最新的超低功耗笔记本电脑芯片相形见绌的芯片。

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