Apple | iPhone | Čipy

Apple A15 Bionic: Co zvládne 15 miliard tranzistorů v nových iPhonech a iPadech

  • Apple vydal zařízení s novým vlastním čipem A15 Bionic
  • Vyroben je opět pomocí 5nm technologie
  • Apple poprvé navrhl různé varianty dle zařízení

Apple tento týden představil nový hardware a kromě iPhonu 13 mini, iPhonu 13 a iPhonu 13 Pro a iPhonu 13 Pro Max jsme se dočkali i nového levného iPadu a také přepracovaného iPadu mini 6.

Mimo nejlevnější iPad mají všechna zařízení jedno společné – nový čip Apple A15 Bionic, který je nástupcem předchozího modelu A14 Bionic. Co přináší za novinky a v čem se liší od minulých generací?

15 miliard tranzistorů

Apple A15 Bionic je vyroben pomocí 5nm technologie N5P (FinFET) od TSMC. Jedná se o optimalizovanou druhou generaci 5nm, protože A14 Bionic spoléhal na N5. Apple měl tak omezené možnosti pro zlepšení, ale stále dokázal vyrobit výkonnější čip, který má 15 miliard tranzistorů. A14 Bionic z minulého roku měl přitom „jen“ 11,8 miliardy tranzistorů.

Specifikace procesorů Apple Ax
CPU Výroba Tranzistory
(miliardy)
Jádra Frekvence Cache ISA GPU Neural Engine
"A1" 90 nm - 1 412 MHz 16 kB (L1)- Armv6 PowerVR MBX Lite, 1,64 GLOPS- -
"A2" 65 nm - 1 412–533 MHz 16 kB (L1) Armv6 PowerVR MBX Lite, 2,12 GLOPS -
"A3" 65 nm - 1 600 MHz 256 kB (L2) Armv7 PowerVR SGX535, 6,4 GFLOPS- -
"A3,5" 45 nm - 1 600-800 MHz 256 kB (L2) Armv7 PowerVR SGX535, 6,4 GFLOPS -
A4 45 nm - 1 0,8–1 GHz 512 kB (L2) Armv7 PowerVR SGX535, 8 GFLOPS -
A5 45 nm - 2 0,8–1 GHz 1 MB (L2) Armv7 PowerVR SGX543MP2, 12,8 GFLOPS -
"A5+" 32 nm - 2 0,8–1 GHz 1 MB (L2) Armv7 PowerVR SGX543MP2, 12,8 GFLOPS -
"A5++" 32 nm - 1 1 GHz 1 MB (L2) Armv7 PowerVR SGX543MP2, 12,8 GFLOPS -
A5X 45 nm - 2 1 GHz 1 MB (L2) Armv7 PowerVR SGX543MP4, 25,6 GFLOPS -
A6 32 nm - 2 1,3 GHz 1 MB (L2) Armv7s PowerVR SGX543MP3, 68 GFLOPS -
A6X 32 nm - 2 1,4 GHz 1 MB (L2) Armv7s PowerVR SGX543MP4, 76,8 GFLOPS -

A7

28 nm 1 2 1,3 GHz 4 MB (L3) Armv8-A PowerVR G6430, 115,2 GFLOPS -

"A7+"

28 nm 1 2 1,4 GHz 4 MB (L3) Armv8-A PowerVR G6430, 115,2 GFLOPS -

A8

20 nm 2 2 1,1–1,5 GHz 4 MB (L3) Armv8-A PowerVR G6450, 136,4 GFLOPS -

A8X

20 nm 3 3 1,5 GHz 4 MB (L3) Armv8-A PowerVR G6450, 230,4 GFLOPS -

A9

14 nm 2 2 1,85 GHz 4 MB (L3) Armv8-A PowerVR GT7600, 249,6 GFLOPS -

A9+

16 nm 2 2 1,85 GHz 4 MB (L3) Armv8-A PowerVR GT7600, 249,6 GFLOPS -

A9X

16 nm 3 2 2,16–2,26 GHz 3 MB (L2) Armv8-A PowerVR GTA7850, 499,2 GFLOPS -

A10

16 nm 3,3 4 1,5 GHz 4 MB (L3) Armv8.1-A PowerVR GT7600+, 345,6 GFLOPS -

A10X

10 nm 4 6 1,3–2,36 GHz 8 MB (L2) Armv8.1-A PowerVR GT7600+, 768 GFLOPS -
CPU Výroba Tranzistory
(miliardy)
Jádra Frekvence Cache ISA GPU Neural Engine

A11

10 nm 4,3 6 1,19–2,39 GHz 8 MB (L2) Armv8.2-A Apple, 3 jádra, 409,3 GFLOPS 2 jádra, 600 GOPS

A12

7 nm 6,9 6 1,59–2,49 GHz 8 MB (L2) Armv8.3-A Apple, 4 jádra, 576 GFLOPS 8 jader, 5 TOPS

A12X

7 nm 10 8 1,59–2,49 GHz 8 MB (L2) Armv8.3-A Apple, 6/8 jader, 1 350,7 GFLOPS 8 jader, 5 TOPS

A13

7 nm 8,5 6 1,8–2,65 GHz 8 MB (L2) Armv8.4-A Apple, 4 jádra, 691 GFLOPS 8 jader, 5,5 TOPS

A14

5 nm 11 6 1,8–3,1 GHz 12 MB (L2) Armv8.5-A Apple, 4 jádra, 998,4 GFLOPS 16 jader, 11 TOPS

A15

5 nm 15 6 1,8–3,2 GHz 24 MB (L2) Armv8.5-A Apple, 4/5 jader, odhad 1,5 TFLOPS 16 jader, 15,8 TOPS

M1

5 nm 16 8 ?-3,2 GHz 16 MB (L2) Armv8.4-A Apple, 7/8 jader, 2,6 TFLOPS 16 jader, 11 TOPS

Tento rok se stala i historická výjimka – Apple hlavní čip rozdělil na dvě verze, které se liší počtem jader v integrované grafice. Procesor má celkem 6 procesorových jader, konkrétně kombinaci 2 výkonných (Avalanche) a 4 úsporných (Blizzard) jader. Jedná se přitom o novou generaci jader, která zvyšují efektivitu. Procesor pracuje na frekvence až 3,2 GHz, zatímco A14 měla maximálku na 3,1 GHz. Instrukční sada zůstává stejná jako u A14 – Armv8.5-A.

a15-chip-iphone-13.jpg

Pokud jde o zmíněnou grafiku, Apple rozdělil verze na modely s 4jádrovou (iPhone 13 mini, iPhone 13) a 5jádrovou (iPad mini, iPhone 13 Pro, iPhone 13 Pro Max) grafikou. Stále důležitější částí je i Neural Engine, tedy obvody určené pro akceleraci umělé inteligence a strojového učení. V Apple A15 Bionic má sice stále 16 jader jako u A14, avšak výkon se zvýšil z 11 TOPS na 15,8 TOPS. Lze tedy předpokládat, že jde rovněž o přepracovanou generaci jader.

2021-09-14 19_49_08.jpg

V případě dalších částí má čip také nové video enkodéry a dekodéry, takže bude efektivnější a rychlejši nejen při komprimaci videa, ale i při jeho přehrávání. Cache je dvakrát větší než u A14 a součástí je i nové ISP (Image Signal Processor).

Apple tentokrát výjimečně neprozradil, o kolik rychlejší je tento čip oproti minulé generaci, respektive zvolil jen střípky a neznámou konkurenci. Apple A15 Bionic je tak dle tvrzení o 40 % výkonnější než Apple A12, o 50 % výkonnější než nejlepší konkurence a v případě grafické části je výkon u 5jádrové verze o 50 % výkonnější než nejlepší konkurence a u čtyřjádrové verze pak o 30 %.

Jaká je tedy realita proti rok starému modelu A14 Bionic?

První testy A15 Bionic

Protože už jsou na světě první reálné syntetické testy procesorového i grafického výkonu, můžeme se tedy i celkem snadno podívat, o kolik se mezigeneračně zvýšil výkon. Všechny dosud dostupné testy se týkají programu Geekbench 5, který je už takovým standardem. V případě jednojádrového výkonu procesoru dosáhl čip Apple 15 Bionic na hodnotu kolem 1 730 bodů, při zapojení všech jader na 4 700 bodů.

a15-geekbench-cpu.jpgiphone-13-geekbench-metal.jpgiphone-13-pro-geekbench.jpg

To znamená, že oproti Apple A14 Bionic z roku 2020 se jedná o jednojádrové zlepšení o přibližně 10 % a u vícejádrového výkonu pak o přibližně 20 %. V případě 5jádrové grafiky je ale skok mnohem větší – o přibližně 50 % oproti A14 Bionic, protože bylo dosaženo skóre přibližně 14 200 bodů (Metal).

Slabší 4jádrová grafika dosáhla jen na přibližně 10 600 bodů, což představuje asi o 15 % vyšší výkon než grafika A14 Bionic. Mezi oběma verzemi je tak poměrně velký rozdíl v grafickém výkonu.

V případě Neural Enginu je výkon přímo specifikován Applem a narostl z 11 TOPS na 15,8 TOPS, tedy o téměř 50 %.

Co čekat od příští generace

V roce 2022 s „A16 Bionic“ už by měl Apple začít používat novou výrobní technologii od TSMC. Zatím není jasné, jestli půjde o 4nm čip, nebo rovnou o 3nm technologii. Applu to umožní značně posunout výkon čipu a zároveň opět snížit spotřebu, a tím pádem výdrž na baterii.

a15-bionic.jpg

TSMC se rovněž připravuje na 2nm výrobu a také již zkoumá technologie pod touto úrovní. Tyto čipy lze ale očekávat nejdříve v roce 2024 a dále.

Diskuze (17) Další článek: Vesmírná turistika není nic nového. Tohle jsou příběhy šesti dosavadních dovolenkových misí

Témata článku: , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,