Apple A13 Bionic: о яблочном процессоре в деталях

Apple A13 Bionic — новый чип для линейки iPhone 11, обладающий самым мощным центральным процессор и самым быстрым графическим адаптером на текущую дату. Такое заявление во время презентации новых смартфонов Apple сделали представители бренда, и у нас нет причин сомневаться в справедливости их слов.

Процессоры Apple каждый год устанавливают новые рекорды в бенчмарках и удерживают лидерство в ключевых тестах вплоть до выхода очередного чипа из Купертино. К примеру, прошлогодний Apple A12 Bionic в августе 2019, через год после выхода, занимал первое место в тестах GeekBench и GFX, а iPhone XS опережал новые телефоны на топовых чипах Exynos и Qualcomm, в том числе Samsung Galaxy Note 10+.

Apple A13 Bionic будет еще быстрее. Результатов iPhone 11 в бенчмарках еще нет, ведь телефоны поступят в продажу только 20 сентября 2019, но телефон точно наберет больше баллов, чем его предшественники. И это значит, что он станет самым быстрым смартфоном 2019 года выпуска. По крайней мере, в синтетике.

Apple A13 Bionic: машинное обучение

На презентации новых iPhone 2019 чипу Apple A13 Bionic уделили немало эфирного времени. Акцент был сделан на машинном обучении и низком энергопотреблении.

Математические вычисления, которые лежат в основе машинного обучения, распределяются между центральным процессором (CPU), графическим ускорителем (GPU) и специальным восьми-ядерным нейронным движком (Neural Engine).

В центральном процессоре чипа Apple A13 Bionic под процессы машинного обучения выделена часть двух мощных ядер CPU, которая выполняет операции матричного умножения в шесть раз быстрее предшественника. Было отмечено, что за секунду центральный процессор выполняет до 1 триллиона таких операций.

Apple A13 Bionic: низкий расход энергии

С потреблением энергии ситуация еще более интересная. Ключевые узлы процессора Apple A13 Bionic (центральный процессор, графический адаптер и нейронный движок) потребляют на 15-40% меньше энергии, чем аналогичные узлы прошлогоднего чипа Apple A12. В частности:

• Мощные ядра расходуют на 30% меньше энергии.
• GPU и эффективные ядра CPU потребляют на 40% меньше энергии.
• Эффективность нейронного движка возросла на 15%.

Возникает вопрос, за счет чего достигнут такой прогресс в эффективности, ведь процессор Apple A13 Bionic производится по нормам того же 7 нм техпроцесса, который использовался для Apple A12. Sribalan Santhanam, вице-президент инженерного подразделения Apple, объяснил этот феномен двумя факторами.

Apple A13 Bionic построен на 7 нм транзисторах второго поколения, каждый из которых потребляет меньше энергии. Звучит не очень убедительно, но это информация из первоисточника, поэтому на нее мы можем ссылаться.

Куда убедительнее выглядит вторая часть объяснения. В процессоре Apple A13 Bionic используются сотни цепей питания, что позволяет разбивать чип на тысячи автономных доменов и подавать энергию только на работающие звенья вычислительного центра.

Энергию расходуют только транзисторы, которые нужны для решения текущих задач. Остальные — бездействуют и энергию не потребляют. Соответственно, благодаря этому существенно повышается КПД чипа, снижается нагрев и уменьшаются потери энергии.

Apple A13 Bionic: характеристики

Пройдемся по остальным характеристикам чипа Apple A13 Bionic. В отличие от всех остальных флагманских платформ (Kirin 990, Snapdragon 855+, Exynos 9825), в центральном процессоре Apple A13 шесть ядер, а не восемь. Напомним, аналогичное количество ядер было и в Apple A12, и это не мешало ему в пух и прах разбивать конкурентов.

Из шести ядер четыре являются высокоэффективными. Это небольшие ядра с относительно низкой вычислительно мощностью, которые используются для решения рутинных задач. В прошлогоднем Apple A12 эффективных ядер тоже было четыре, они назывались Tempest и работали на тактовой частоте 1.6 ГГц. (Далеко не рекордные частоты, но рекордные результаты.)

Как называются эффективные ядра Apple A13 Bionic, и на какой частоте они работают, мы пока не знаем. Но зато известно, что эти 4 ядра:

• На 20% быстрее ядер Tempest.
• И на 40% эффективнее.

С мощными ядрами ситуация похожая. Их два, как и в прошлогоднем чипе. В Apple A12 мощные ядра назывались Vortex и работали на пиковой частоте 2.49 ГГц. Как назвали крупные ядра Apple A13, узнаем в ближайшее время, пока же ограничимся официальными цифрами, приведенными во время презентации. Итак, мощные ядра iPhone 11:

• На 20% быстрее ядер Vortex.
• И на 30% эффективнее.

Графический ускоритель Apple GPU по-прежнему построен на четырех ядрах. По официальной информации, графика Apple A13 Bionic стала быстрее на те же 20%, а расход энергии сократился на 40%.

В нейронном движке Apple A13 Bionic восемь ядер, как и год назад. По тактовым частотам и прочим характеристикам подобных узлов информацию никогда не предоставляют, поэтому ограничимся сравнением эффективности и мощности:

• Нейронный движок стал быстрее на 20%.
• И эффективнее на 15%.

Осталось добавить, что количество транзисторов в Apple A13 Bionic увеличилось до 8.5 миллиардов. Это больше, чем в прошлогоднем чипе — в Apple A12 было 6.9 миллиарда транзисторов, — но меньше, чем в представленном на IFA-2019 процессоре Kirin 990 от Huawei.

Apple A13 Bionic: сравнение в бенчмарках

В будущем в этом разделе появятся результаты iPhone 11 и iPhone 11 Pro на Apple A13 Bionic в ключевых бенчмарках. Но пока смартфоны из Купертино еще не поступили в продажу, о каких-либо результатах говорить рано. Можем только привести данные, предоставленные на презентации новых смартфонов Apple. Насколько они соответствуют действительности, скоро узнаем.