對(duì)蘋果A12處理器的期待

我們已經(jīng)非常接近于在2018年推出蘋果的新iphone，當(dāng)然它們肯定會(huì)使用蘋果設(shè)計(jì)的新的自定義系統(tǒng)芯片(SoC)。在繼承過去命名慣例的基礎(chǔ)上，它幾乎肯定會(huì)被稱為A12，以及一個(gè)豐富多彩的描述符(如“A10融合”或“A11仿生”)。

通過觀察以前蘋果設(shè)計(jì)的soc的改進(jìn)，并預(yù)測(cè)到目前最先進(jìn)的制造技術(shù)，我們可以對(duì)A12有一個(gè)很好的預(yù)期。

蘋果公司對(duì)其即將推出的處理器守口如瓶，因此外界鮮有可靠的寶貴信息。把這篇文章稱為有根據(jù)的猜測(cè)吧。

iPhone 8、8 Plus和X中使用的A11仿生芯片是采用臺(tái)積電的10nm制程生產(chǎn)的。A12將采用臺(tái)積電的7nm制程生產(chǎn)——事實(shí)上，它應(yīng)該是第一個(gè)廣泛使用7nm制程的消費(fèi)類產(chǎn)品。

你不能比較來自不同公司的制造過程的“納米”測(cè)量值，因?yàn)槊總€(gè)公司對(duì)芯片不同方面的測(cè)量值都不同，從而得出這個(gè)數(shù)字。但由于蘋果仍堅(jiān)持與臺(tái)積電合作生產(chǎn)A12，我們可以看看臺(tái)積電自己的指引，看看這種新工藝有多好。

公司描繪了一幅非常美好的前景。與A11的10nm制程相比，該公司稱7nm制程提供了“1.6倍的邏輯密度，約20%的速度提升，約40%的功耗降低。”

換句話說，如果蘋果公司用7nm制程生產(chǎn)出完全相同的A11仿生芯片，它的體積將縮小40%左右，以同樣的速度運(yùn)行時(shí)，耗電量將減少40%，或者以同樣的功率運(yùn)行時(shí)，時(shí)鐘速度將提高20%。你可以放心，那些是最好的數(shù)字。

當(dāng)然，蘋果不會(huì)簡單地將A11仿生芯片縮小，它將生產(chǎn)更先進(jìn)、更復(fù)雜的芯片。A11擁有令人印象深刻的43億個(gè)晶體管，我們估計(jì)A12的晶體管數(shù)量將下降到55億到60億之間。

A11仿生處理器由兩個(gè)高性能的CPU核心(代號(hào)為“Monsoon”)提供動(dòng)力，運(yùn)行最高時(shí)鐘速度約為2.39GHz。它與四個(gè)更小、性能更低、更節(jié)能的核心(代號(hào)為“Minstral”)配對(duì)。

我們猜測(cè)A12可能會(huì)堅(jiān)持使用兩個(gè)高性能核心，使用更高的晶體管計(jì)數(shù)來提高性能和效率。我們不期望時(shí)鐘速度有大的提升:A12將會(huì)是一個(gè)大而強(qiáng)大的芯片，所以在一個(gè)iphone大小的設(shè)備中可能沒有足夠的空間來推動(dòng)它超過2.5GHz左右。

下面是過去幾代a系列處理器的Geekbench 4單核分?jǐn)?shù)。過去四代人的進(jìn)步是非常線性的，我們預(yù)計(jì)今年也會(huì)有類似的進(jìn)步。搭載新A12的手機(jī)的單核Geekbench 4評(píng)分可能在5000分左右，上下浮動(dòng)100分左右。

在過去的幾年里，單核系統(tǒng)的性能有了非常規(guī)律的提高，我們預(yù)計(jì)今年還會(huì)繼續(xù)提高。

蘋果可能會(huì)堅(jiān)持使用四個(gè)節(jié)能核心，再次對(duì)架構(gòu)進(jìn)行一些小的調(diào)整，以提高能源效率和性能。

在CPU方面，我們預(yù)測(cè)A12將堅(jiān)持六核設(shè)計(jì)(兩個(gè)大，四個(gè)小)，提供大約20%的單線程性能和20%到30%的多核性能。

使用過去的Geekbench 4多核測(cè)試分?jǐn)?shù)，并預(yù)測(cè)未來的趨勢(shì)線到A12顯示的分?jǐn)?shù)大約是15000分，但我們不希望這真的實(shí)現(xiàn)。

A11在多核性能上有了巨大的改進(jìn)，但A12無法與趨勢(shì)線相匹配。

為什么?因?yàn)锳11對(duì)多線程性能的工作方式進(jìn)行了重大的架構(gòu)更改。它引入了新的第二代性能控制器，首次允許兩個(gè)大核和四個(gè)小核同時(shí)工作。這對(duì)多核性能產(chǎn)生了巨大的影響。A12可能有更快的內(nèi)核，甚至可能更高效地同時(shí)使用它們，但它不會(huì)突然比以往任何時(shí)候都能同時(shí)使用更多的內(nèi)核。

因此，我們預(yù)計(jì)多核性能將提高25%到30%，Geekbench 4的分?jǐn)?shù)將在13000左右。

那圖形處理器呢?A11仿生處理器采用了蘋果公司設(shè)計(jì)的全新三核圖形芯片，而不是powervr設(shè)計(jì)的gpu。A12可能會(huì)增加第四個(gè)核心，并略微改進(jìn)架構(gòu)，使圖形性能提高約40%。

這里是最近四部iPhone發(fā)布的3DMark評(píng)分，使用Sling Shot進(jìn)行極限無限測(cè)試。性能正在逐漸下降，趨勢(shì)線告訴我們，我們可以預(yù)期在這次測(cè)試中A12的分?jǐn)?shù)大約為4200。

在iphone上，真實(shí)世界的圖形性能開始趨于穩(wěn)定。

為什么像3DMark這樣的實(shí)時(shí)圖形基準(zhǔn)會(huì)隨著時(shí)間的推移顯示出更少的改進(jìn)?這可能與內(nèi)存帶寬有關(guān):游戲的實(shí)時(shí)圖形是內(nèi)存密集型的，一旦你達(dá)到了從RAM(和各種緩存)讀寫數(shù)據(jù)的能力極限，你的GPU速度有多快就無關(guān)緊要了。A12可能有稍微快一點(diǎn)的內(nèi)存，但是除非它增加內(nèi)存通道來顯著地改善內(nèi)存帶寬(這是我們不期望的)，否則它不會(huì)在游戲性能上有巨大的提升。

讓我們看看GPU在計(jì)算應(yīng)用程序中的表現(xiàn)，使用蘋果的金屬框架。Geekbench 4的金屬測(cè)試顯示，經(jīng)過多年的穩(wěn)定改進(jìn)，內(nèi)存帶寬比3DMark的游戲圖形更少。

根據(jù)Geekbench的測(cè)量，過去兩代蘋果的GPU計(jì)算性能提高了20%。

這是一個(gè)趨勢(shì)，我們認(rèn)為將繼續(xù)，與A11相比，A12提供了另外20%到25%的真實(shí)世界金屬計(jì)算性能。大約是18500分，誤差幾百分。

值得注意的是，蘋果經(jīng)常宣傳自己的GPU比基準(zhǔn)測(cè)試顯示的要快得多。該公司聲稱A11的GPU比A10快30%。這在一些有限的情況下可能是正確的，但是大多數(shù)基準(zhǔn)測(cè)試顯示在15%到25%的范圍內(nèi)有改進(jìn)。蘋果公司可能會(huì)聲稱其性能提升了30%到40%，而現(xiàn)實(shí)世界的基準(zhǔn)測(cè)試顯示的改善幅度更小。

今天的移動(dòng)處理器不僅僅是一個(gè)CPU和圖形處理器。它們的特點(diǎn)是硬件專用于音頻處理、來自運(yùn)動(dòng)和其他傳感器的數(shù)據(jù)處理、來自攝像頭的圖像處理，現(xiàn)在甚至還有機(jī)器學(xué)習(xí)。

這些是最難了解的性能方面，因?yàn)樗鼈兺ǔ８叨葘Ｓ校瑢Ｓ糜谔囟ǖ娜蝿?wù)，而且蘋果對(duì)它們守口如瓶。

A11仿生系統(tǒng)為蘋果公司提供了第一個(gè)專門的機(jī)器學(xué)習(xí)硬件，而A12可能會(huì)帶來很大的改進(jìn)。

A11是第一個(gè)專門為機(jī)器學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)硬件的蘋果芯片，被稱為“神經(jīng)引擎”?！癆11的神經(jīng)引擎每秒可以運(yùn)行6000億次，隨著時(shí)間的推移，蘋果很可能會(huì)加大對(duì)這類硬件的投入。”如果A12的神經(jīng)引擎每秒的運(yùn)算能力低于1萬億次，那將是相當(dāng)令人驚訝的，你可以期待蘋果在臺(tái)上喊出這樣一個(gè)令人印象深刻的數(shù)字。它甚至可能達(dá)到1.2萬億甚至更多——是A11的機(jī)器學(xué)習(xí)運(yùn)算能力的兩倍。

蘋果芯片中的ISP(圖像信號(hào)處理器)功能每年都在增強(qiáng)，它在很大程度上改善了我們一直期待的新iPhone的相機(jī)質(zhì)量。今年也不會(huì)有什么不同，盡管很難精確計(jì)算出圖像處理器和視頻編碼硬件的能力究竟會(huì)提高多少。iPhone 8和X已經(jīng)可以以驚人的240幀/秒的速度運(yùn)行1080p的sloo -mo，并以60幀/秒的速度播放4K視頻。除此之外，還需要將數(shù)據(jù)移出成像傳感器，這與圖像處理器的性能同樣重要。

因此，期待一個(gè)更快、更強(qiáng)大的ISP來改善照片和視頻質(zhì)量，但不一定是更快的慢動(dòng)作性能。

如果蘋果以同樣的速度采用同樣的芯片設(shè)計(jì)，那么從10nm制程到7nm制程的轉(zhuǎn)變將意味著更長的電池壽命。然而，蘋果幾乎肯定會(huì)制造出更強(qiáng)大、更復(fù)雜的芯片，從而在很大程度上降低功耗。更重要的是，現(xiàn)實(shí)世界的電池壽命是一系列因素的結(jié)果，比如蜂窩和Wi-Fi收音機(jī)的效率、顯示和存儲(chǔ)。

不過，A12的待機(jī)狀態(tài)應(yīng)該會(huì)低得令人印象深刻，因此，當(dāng)新iphone處于休眠狀態(tài)時(shí)，電池耗電量減少一點(diǎn)也不會(huì)讓我們感到意外。當(dāng)運(yùn)行高強(qiáng)度的應(yīng)用程序和游戲時(shí)，功耗可能不會(huì)有很大的不同——至少與系統(tǒng)芯片上的不同。從本質(zhì)上講，蘋果公司正處在iPhone緊湊尺寸的散熱極限。

換句話說，新iphone的“屏幕準(zhǔn)時(shí)”電池壽命與A12的電池容量、顯示效率和無線電效率差不多。但我們會(huì)擔(dān)風(fēng)險(xiǎn),閑置的電池壽命(已經(jīng)iPhone的強(qiáng)項(xiàng))將會(huì)是殺手,而且可能更大的電池在新加的iPhone今年將給它一個(gè)真正的優(yōu)勢(shì)的iPhone x更有效的蜂窩無線電應(yīng)該提高電池壽命,。

雖然它并不是A12系統(tǒng)芯片的一部分，但這可能是一個(gè)很好的時(shí)機(jī)來提及新iPhone硬件的另一個(gè)重要方面:無線性能。

有傳言稱，蘋果將放棄高通作為其調(diào)制解調(diào)器供應(yīng)商之一的地位，代之以所有iphone手機(jī)使用英特爾的調(diào)制解調(diào)器。盡管高通(Qualcomm)如今生產(chǎn)的是高級(jí)調(diào)制解調(diào)器，但今年iphone的調(diào)制解調(diào)器可能并非如此。

英特爾(intel)的XMM 7560調(diào)制解調(diào)器可能是蘋果公司(Apple)打算推出的一款產(chǎn)品，它避開了高通(Qualcomm)的X20。這未必是件壞事。與當(dāng)前iphone的XMM 7480和高通(Qualcomm) X16相比，XMM 7560支持更多頻段和蜂窩技術(shù)。它應(yīng)該更快、更省電，而且只有一個(gè)調(diào)制解調(diào)器供應(yīng)商，我們可能不必?fù)?dān)心不同運(yùn)營商和的不同iphone版本。我們可能最終會(huì)有一個(gè)單獨(dú)的“世界iPhone”。

如果你希望蘋果從帽子里變出一只兔子，成為第一個(gè)銷售大眾市場(chǎng)的5G智能手機(jī)的公司，那就繼續(xù)許愿吧。調(diào)制解調(diào)器還沒有真正準(zhǔn)備好，網(wǎng)絡(luò)還沒有建立起來，也沒有足夠的時(shí)間來測(cè)試這項(xiàng)技術(shù)。此外，5G蜂窩網(wǎng)絡(luò)使用的新頻率將需要新的天線，可能需要不同的手機(jī)設(shè)計(jì)才能正確實(shí)現(xiàn)。

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

本文中的數(shù)據(jù)都來自蘋果芯片的iPhone實(shí)現(xiàn)。例如，A10使用的是iPhone 7 Plus的性能數(shù)據(jù)，而不是今年春季推出的新iPad。

如果蘋果在今年9月推出新款iPad pro，正如我們預(yù)期的那樣，他們的處理器規(guī)格可能會(huì)有兩種情況。

首先，他們使用與iphone相同的A12，但運(yùn)行速度更快，內(nèi)存也可能更快。ipad更大的尺寸讓它們更有效地散熱，更大的電池有助于增加電量。如果是這樣，您可以在A12的預(yù)期性能上再增加15%到20%。

另一種選擇是，蘋果將在新款ipad上同時(shí)推出A12X芯片。這很不尋常，但并非聞所未聞:2015年，蘋果推出了帶有新A9處理器的iPhone 6s，以及帶有A9X的12.9英寸新iPad Pro。如果蘋果再次走上這條路，A12X將成為平板電腦芯片中的怪獸。以A12為例，再增加一到兩個(gè)高性能核心，你就得到了一個(gè)足以讓英特爾最新的超低功耗筆記本電腦芯片相形見絀的芯片。