Apple A13 - czego możemy się spodziewać po nowym procesorze

A13 z pewnością będzie najszybszym chipem Apple dla iPhone, ale prawdopodobnie nacisk zostanie położony na Neural Engine.


Przed nami nadal sporo czasu do oficjalnej premiery kolejnego procesora typu SoC (system-on-a-chip) przeznaczonego dla tegorocznych modeli iPhone'a, ale wiemy już o nim kilka informacji. A13 prawdopodobnie zostanie zaprezentowany wrześniu, wraz z nowymi iPhone'ami na pewno będzie wydajniejszy od obecnego A12. Projektowanie, produkcja i testowanie tych takich układów potrafi trwać lata, więc Apple prawdopodobnie jest już w ostatniej fazie testów przed rozpoczęciem seryjnej produkcji procesora A13.

Źródło: macworld.com

Źródło: macworld.com

Patrząc na poprzednie układy z serii A i łącząc je z tym, co wiemy o procesie produkcyjnym, który Apple wykorzysta w tym roku, możemy uzyskać rozsądny obraz tego, czego możemy oczekiwać od układu A13. Prawie na pewno będzie to najszybszy procesor SoC Apple, jaki kiedykolwiek opracowano dla iPhone'ów, ale o ile wzrośnie wydajność i czego dokładnie możemy oczekiwać?

Zbudowany w 7 nm procesie technologicznym

W przypadku modelu A13 możemy oczekiwać, że Apple będzie nadal utrzymywać bliskie relacje ze swoim partnerem produkcyjnym TSMC, który ma silną pozycję lidera w dziedzinie technologii produkcji układów scalonych. Wiadomo, że TSMC nie jest jeszcze gotowy do wykonania kolejnego skoku w kierunku dalszego zmniejszenia procesu technologicznego, jak to miało miejsce w przypadku skoku z 10 nm do 7 nm w zeszłym roku. Przejście na 5 nm prawdopodobnie będzie gotowe dopiero w 2020 roku, a tegoroczny model nadal będzie wykonany w 7 nn procesie technologicznym.

Nie oznacza to, że nie możemy oczekiwać żadnych ulepszeń ze strony produkcyjnej. TSMC rozwija obecnie proces "7 nm+", który wykorzystuje litografię EUV (Extreme Ultraviolet) dla niektórych warstw chipu. Powinno to umożliwić zwiększenie gęstości ułożenia elementów w układzie o około 20 procent oraz zwiększyć wydajność energetyczną o około 10 procent.

Ostatni raport z chińskiej strony Commercial Times twierdzi, że Apple będzie pierwszą firmą, która zastosuje nowy proces technologiczny "7nm Pro" wraz ze swoim partnerem TSMC do produkcji procesora A13. Nie jest jasne, czy jest to ulepszona wersja zwykłego procesu 7 nm lub procesu EUV 7 nm+, ale wiemy, że Apple zamierza wypuścić A13 wyprodukowany w jak najlepszym możliwym procesie technologicznym i możemy oczekiwać poprawy w stosunku do standardowego 7 nm procesu wykorzystywanego do produkcji zeszłorocznych A12 oraz A12X.

A12 zwiększył liczbę tranzystorów do zaskakujących 6,9 mld, a sam chip zajmował 83 mm² powierzchni. W rzeczywistości, jest to najmniejszy układ scalony stosowany w iPhone, pod względem powierzchni. Procesory A5 i A10 zajmowały ponad 120 mm² powierzchni

Innymi słowy, chipy Apple iPhone są zazwyczaj większe niż najnowszy obecnie A12, Zakładamy, że A13 będzie większy o około 25 procent większy, co wraz ze zwiększoną gęstością dzięki ulepszonego procesowi produkcji pozwoli zwiększyć liczbę tranzystorów do około 10 miliardów.

Wydajność procesora

Podczas, gdy oczekujemy, że A13 będzie miał prawie taką samą liczbę tranzystorów jak A12X, nie sądzimy, żeby Apple znacząco przebudowało ilość rdzeni. Prawdopodobnie firma pozostanie przy stosowaniu dwóch wysokowydajnych rdzeni CPU i czterech energooszczędnych rdzeni. Być może projektanci pokuszą się o dodanie dodatkowego - trzeciego wysokowydajnego rdzenia.

Apple będzie prawdopodobnie polegać na wprowadzonych poprawkach architektonicznych i być może zwiększy szczytowe taktowanie rdzeni, aby zwiększyć wydajność procesora. Chipy od Apple są od lat najwydajniejszymi procesorami mobilnymi i taki stan rzeczy raczej nie zmieni się w tym roku. A13 będzie konkurował głównie z Qualcomm Snapdragon 855.

Źródło: macworld.com

Źródło: macworld.com

W ostatnich latach wydajność pojedynczego rdzenia procesora Apple wzrastała niezwykle stabilnie. Jeśli ten trend się utrzyma otrzymamy około 5200 punktów w benchmarku Geekbench. Taki wynik pokona z łatwością każdy telefon z Androidem, a także nie jednego ultrabooka.

Źródło: macworld.com

Źródło: macworld.com

Wydajność wielordzeniowa jest trudniejsza do przewidzenia. Wydajność wielordzeniowych procesorów znacznie wzrosła wraz z prezentacją Apple A11, co było spowodowane zmianą konstrukcji, która pozwoliła na jednoczesną współpracę wszystkich rdzeni - zarówno tych energooszczędnych, jak i wysokowydajnych. Jeśli Apple nie doda więcej rdzeni, wydajność wielordzeniowa A13 będzie wynosić pomiędzy 12 200 a 12 500, co będzie spowodowane zwiększeniem taktowania rdzeni. Jeśli Apple doda trzeci wysokowydajny rdzeń CPU, liczba ta wzrośnie do około 15 000 - 16 000 punktów w teście syntetycznym Geekbench.

Wydajność graficzna

Wydajność graficzna ma kluczowe znaczenie dla Apple i będzie miała szczególne znaczenie, ponieważ Apple Arcade wprowadza na rynek najwyższej klasy gry. Możemy przyjrzeć się dwóm aspektom wydajności grafiki - możliwości renderowania tradycyjnych scen 3D, takich jak gry, oraz możliwości wykorzystania procesora graficznego do złożonych obliczeń niegraficznych takich jak np. przetwarzanie obrazu.

Źródło: macworld.com

Źródło: macworld.com

W ciągu ostatnich kilku generacji procesorów serii A wydajność tradycyjnej grafiki rosła w stałym tempie. Często jest ona ograniczana przez przepustowość pamięci, co nie powoduje dużego skoku z roku na rok. Jeśli sądzimy, że trend będzie się utrzymywał, możemy spodziewać się wyniku 3DMark Sling Shot Extreme Unlimited w wynoszącego około 4500. Jest to znacząca poprawa dla Apple, ale nie tak szybka jak w najnowszych procesorach firmy Qualcomm.

Apple wydaje się skłaniać bardziej w kierunku przyspieszania pracy układów scalonych przy użyciu własnego Metal API, zarówno pod względem graficznym, jak i obliczeniowym. Myślimy, że ten trend będzie się utrzymywał, a podczas, gdy procesor graficzny prawdopodobnie nie zyska wielkiego skoku wydajności, jaki dokonał się przy okazji przejścia A11 do A12, prawdopodobnie nadal będziemy mieć wynik Geekbench 4 Compute znacznie powyżej 25.000.

Źródło: macworld.com

Źródło: macworld.com

Przetwarzanie obrazów i Neural Engine

Wierzymy, że Apple sprawi, iż A13 będzie o 25 procent większy niż A12, przy jednoczesnym zastosowaniu procesu produkcyjnego, który pozwala na umieszczenie większej ilości tranzystorów na mniejszym obszarze. W rezultacie powstałby układ scalony o wartości około 10 miliardów tranzystorów, co oznacza wzrost o ponad 40 procent w stosunku do A12. Więc jeśli CPU i GPU osiągną tylko skromne i przewidywalne ulepszenia wynikające ze zmian w projekcie i wzrostu taktowania zegara, gdzie Apple wykorzysta dodatkowe tranzystory?

Uważamy, że firma będzie nadal bardzo mocno dążyć do zwiększenia jakości przetwarzania obrazów na swoich urządzeniach.

Źródło: macworld.com

Źródło: macworld.com

W zeszłym roku firma Apple ulepszyła silnik neuronowy Neural Engine w modelu A12 znacznie bardziej niż się spodziewano. Neural Engine znany z A11 może wykonać 600 miliardów operacji na sekundę, a firma A12 robi to około ośmiokrotnie szybciej przy 5 trylionach operacji na sekundę. Nie jesteśmy pewni, czy zobaczymy taki duży skok, ale Apple może osiągnąć poprawę od 3x do 5x z pewnymi ulepszeniami konstrukcyjnymi i znacznie większą ilością tranzystorów.

Machine Learning i AI to kluczowe elementy dla iPhone'a, od robienia lepszych zdjęć i filmów wideo po rzeczywistość rozszerzoną i Siri. Jeśli Apple ogłosił, że A13 Neural Engine może wykonać 20 trylionów operacji na sekundę, będziemy pod wrażeniem, ale nie zdziwi to nas.

Nadal bez modemu 5G

Modemy w telefonach iPhone nie są częścią procesora Apple z serii A, warto jednak przedyskutować, czego powinniśmy się spodziewać w tym roku. Będziesz słyszeć dużo o 5G w tym roku, a operatorzy będą starali się naciskać klientów na zakup telefonów z modemem 5G. Nie popełnij tego błędu: 5G jest w powijakach. Sieci są małe i ograniczone, i tak pozostanie jeszcze przez kilka lat. Dodatkowo modemy mobilne, które umożliwiają połączenie z siecią 5G są nadal dość nieefektywne.

Pewnego dnia dostaniesz iPhone'a z 5G, ale stanie się to wcześniej niż w 2020 roku. Taki okres czasu jest potrzebny, aby uzyskać niezawodne i energooszczędne modemy dla iPhone'ów, wraz z wystarczającym zasięgiem sieci, aby oddać klientom naprawdę przydatną i użyteczną technologię. Przypominamy, że o zastosowaniu modemu 4G w iPhone mówiono już przed premierą iPhone'a 4 na początku 2010 roku, a Apple zdecydowało się na jego implementacje dopiero w 2012 roku podczas premiery modelu 5. Nowy model iPhone'a, jak można się spodziewać sprzeda się w ponad 100 milionach egzemplarzy, a Apple nie podejmie ryzyka związanego z urządzeniami sieciowymi, które mogą zapewnić niezadowalający komfort użytkowania.