Co je srdce nového iPhonu? Apple A12 Bionic, první 7nm čip nabitý výkonem

  • Apple v nových iPhonech používá nový vlastní čip A12 Bionic
  • Jde o první 7nm čip na světě
  • Kromě vyššího klasického výkonu dostala neuronová část masivní navýšení rychlosti zpracování umělé inteligence

Apple představil tři nové iPhony v podobě modelů XS, XS Max a XR. Všechny modely jsou vybavené nový čipem Apple A12, který si Apple vyvíjí zcela sám a nechává si ho vyrábět u TSMC. Co všechno nového přináší a jakým směrem se posouvá oproti předchozím generacím?

První 7nm čip

Zatímco předchozí generace čipů od Applu (A11) byla vyráběná 10nm technologií, nová generace A12 je vyrobena pokrokovou 7nm technologií. Je to první čip na světě takto vyrobený, který je dostupný v zařízení v běžném prodeji. AMD první takto vyrobené čipy nabídne až začátkem příštího roku, Intel v nedohlednu.

Klepněte pro větší obrázek
Kapacitu TSMC si dle analytiků z větší části zabere pouze Apple (Zdroj: EE Times)

O výrobu se stará společnost TSMC, která se stala výsadním dodavatelem Applu a jak ukázaly odhady analytiků, jen samotný Apple zabere téměř 80 % výrobní kapacity TSMC. Apple sice dříve používal k výrobě i továrny Samsungu, ale od toho se postupně odklonil a využívá primárně jen TSMC.

TSMC a Samsung jsou aktuálně jediní dva výrobci na světě, kteří se s nástrahami 7nm výroby poprali a unesly obrovské náklady na vývoj. Na výrobu se chystali i v GlobalFoundries, ale letos v létě oznámili, že se ze 7 nm nakonec stahují. TSMC má oproti Samsungu náskok, a proto je u něj aktuálně tlačenice – kromě Applu chtějí jeho kapacit využít také AMD a Nvidia.

O jak náročný výrobní proces jde ilustruje situace Intelu, dosavadního lídra v oblasti výroby desktopových procesorů. V deset let starých plánech už měl letos také nabídnout 7nm čipy, ale aktuálně se mu nedaří najet ani na 10nm výrobu. V roce 2015 dokonce prohlásil, že podle dosavadních zjištění už na 7nm výrobu nebude možné používat křemík, ale jiný materiál. U TSMC to nicméně dokázali a Samsung již také výrobu oznámil.

S menšími tranzistory lze i bez změny architektury provést řadu úprav jak na straně výkonu, tak i spotřeby, čímž se dosáhne lepší efektivity. Jak vše nastavil Apple?

Evoluce procesoru a grafiky

Čip Apple A12 je stále postaven na 64bitové architektuře Armv8-A a nově má celkem 6,9 miliardy tranzistorů.

Konfigurace zahrnuje šestijádrový procesor, který je rozdělen na dvě výkonná jádra Vortex a čtyři úspornější a efektivnější jádra (architektura Fusion). V případě lehkého zatížení se používají pouze úspornější slabší jádra, jakmile je potřeba vyšší výkon naskočí výkonnější jádra. Při maximálním vytížení tak pracují všechna jádra najednou.

V případě dvou výkonných jader se Applu podařilo mezigeneračně zvýšit výkon o 15 % a snížit spotřebu o 40 %, u čtyř úsporných jader došlo pouze ke snížení spotřeby o slušných 50 %.

Další důležitou částí je grafický čip se čtyřmi jádry, který stejně jako v minulosti i tentokrát poskytuje o 50 % vyšší výkon, než tomu bylo u předchozí generace (Apple 11). Grafický čip je přitom důležitý nejen pro akceleraci grafického prostředí a her, ale také jako další výpočetní část vhodná i pro obecnější výpočty. Grafická část podporuje bezztrátovou kompresi paměti a teselaci s vícevrstvým renderováním.

Neural Engine a obří skok ve výkonu

Největším překvapením ale byla nová generace Neural Enginu, což je část čipu, která se stará o akceleraci a zpracování umělé inteligence.

Zatímco Apple A11 Bionic měl Neural Engine poprvé a jednalo se o dvoujádrovou konfiguraci, Apple A12 Bionic už má 8jádrový Neural Engine. Nově podporuje několik úrovní přesnosti výpočtů a obsahuje chytrý výpočetní systém, který je nad celým procesorem. Díky tomu v reálném čase rozhoduje, zda je efektivnější a rychlejší příchozí data zpracovávat pomocí procesoru, grafiky nebo Neural Enginu.

Zatímco první generace Neural Enginu zvládla 600 miliard operací za sekundu, nová, v pořadí druhá generace, zpracuje neuvěřitelných 5 bilionů operací za sekundu. To je meziroční skok téměř o desetinásobek.

Lze tak jasně vidět, že Apple to s umělou inteligencí myslí opravdu vážně a masivně naskakuje na trend, který je stále důležitější ve všech oblastech. Rychlost a schopnosti umělé inteligence jsou důležité jak pro rozpoznávání obličeje, tak i rozšířenou realitu, zpracování fotek, videí, vyhledávání, napovídání a vyhodnocování dat všeho druhu. Vzhledem k tomu, že Apple oproti Googlu používá sílu umělé inteligence hlavně lokálně v zařízení, nelze se tomuto pokroku divit.

Vylepšení dalších částí

Samotný čip pochopitelně zahrnuje další subsystémy, které jsou také velmi důležité. Apple zlepšil v nové generaci všechny. Jedná se například i ISP (Image Signal Processor), Video Processor, Depth Engine, enkodér a dekodér pro HEVC, řadič výkonu (přímo od Applu), Secure Enclave, Display engine, paměťový řadič, systémovou cache, zvukový systém nebo řadič flash pamět s podporou 512GB úložiště.

Bude rozhodně zajímavé porovnat výkon nového procesoru i úložiště s konkurencí, otázkou ale zůstává, jak otestovat výkon neuronové části.

Diskuze (39) Další článek: Vědci pozorovali extrémně intenzivní galaktický vichr z dávného vesmíru

Témata článku: Technologie, Google, Apple, Umělá inteligence, Intel, TSMC, iPhone, Nvidia, Mobilní telefon, Procesory, Čipy, AMD, Samsung, Rozšířená realita, XS Max, Příští rok, Čip, Stará společnost, Video Procesor, Malý tranzistor, Nový procesor, Grafický čip, Obecný výpočet, Dosavadní zjištění, EE times


Určitě si přečtěte

Modelářský zázrak: Maketa raketoplánu Columbia, která létá jako skutečná raketa

Modelářský zázrak: Maketa raketoplánu Columbia, která létá jako skutečná raketa

** Model raketoplánu Columbia od českého konstruktéra umí i létat ** Obdivuhodný model si vzal 1600 hodin práce ** Podívejte se na fotografie ze stavby a prvního letu

Karel Jeřábek | 20

České školství čeká revoluce v informatice. Děti se budou učit programovat a logicky myslet

České školství čeká revoluce v informatice. Děti se budou učit programovat a logicky myslet

** Projekt iMyšlení představil 11 nových učebnic pro výuku informatiky ** Cílem je i ty nejmenší děti naučit programovat a logicky uvažovat ** Přichází odklon od současného konceptu učení toho, jak se počítač vůbec ovládá

Karel Javůrek | 105

Pojďme programovat elektroniku: Když už vás ten chumel součástek prostě nebaví

Pojďme programovat elektroniku: Když už vás ten chumel součástek prostě nebaví

** Levné cetky z Asie stojí dolar ** Postavíte s nimi skoro vše od teploměru po spínač zavlažování ** Má to ale jeden háček. Bude to ošklivé a povětšinou nekvalitní

Jakub Čížek | 16


Aktuální číslo časopisu Computer

Odhalte skryté funkce Windows 10

Test levných Androidů do 4 000 Kč

Srovnání úsporných minipočítačů

Změřili jsme rychlost 10Gb/s ethernetu