A15后,苹果芯片将跌落神坛?

半导体行业观察 · 半导体行业观察·2021-09-16 08:59

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来源:内容由半导体行业观察(ID:icbank)编译自「 semianalysis 」,谢谢。


多年来,Apple 一直因拥有适合消费者工作负载的最佳 CPU 内核而备受赞誉。在与 AMD 和英特尔目前最好的 CPU 相同级别的性能驱动下,它们具有迄今为止最高的每时钟性能和效率。这是由十年来每年架构变化的惊人收益所推动的。

现在有了 A15,这些收益真的变慢了。总体而言,苹果公司对新 iPhone 发布会上的 A15 比较持反对态度。他们没有像往常那样将其与上一代进行比较,而是选择与模棱两可的“竞争对手”进行比较。这很好,但我们距离新的高通、三星和联发科芯片组发布只有几个月的时间,到时又可以一较高下了。


苹果新芯片由一个 2+4 配置的大小核 CPU 和一个 4 核或 5 核 GPU组成,这具体取决于它是否在普通 iPhone 或 iPhone Pro/iPad Mini 中。据称,其 CPU 比竞争对手快 50%,而 GPU 据称比竞争对手快 30% 或 50%,这具体取决于它是 4 核还是 5 核。他们坚持使用 16 核 NPU,但现在计算速度提升到15.8 TOPs,在A14 的时候,速度为 11 TOPs。在处理器上,他们添加了一个新的视频编码器和解码器,我们希望它包含 AV1 支持。新的 ISP 支持更好的照片和视频算法。Pro 型号的刷新率可变,因此可能需要新的显示引擎。最后,系统缓存翻了一番,达到 32MB。这样做很可能是为了给 GPU 供电并节省电量。

SemiAnalysis 还认为,Apple的新芯片内存从 LPDDR4X 转向了 LPDDR5。


与上一代A14相比,新芯片面临很多困难,但iPad mini确实给了我们一些帮助。他们表示,与包含 A12 的先前 iPad mini 相比,新款 iPad mini 的 CPU 速度提高了 40%,GPU 速度提高了 80%。去年我们不得不做类似的数学计算,因为 iPad Air 是首先与 A14 一起发布的,并且仅与之前包含 A12 的 iPad Air 进行了比较。该公告为我们提供了以下信息。

这款最新一代 A 系列芯片采用全新 6 核设计,CPU 性能提升 40%,全新 4 核图形架构,图形性能提升 30%。

需要注意的最重要的一点是,A12 到 A14 的 CPU 增益与 A12 到 A15 的 CPU 增益相同。GPU 的提升非常令人印象深刻,计算结果提升了 38.5%。这比 A13 和 A14 改进的总和还要大。


尽管晶体管数量从118亿大幅增加到 150亿,但这些性能提升通常微不足道。此外,由于明年的A16 将采用 N4流程而不是 N3,收益看起来将继续放缓。工艺技术的放缓,尤其是 SRAM将成为行业的重锤。苹果显然将晶体管预算投入到 SOC 的非 CPU 方面。固定功能和异构计算至高无上。


看来苹果这一代并没有对 CPU 进行太多改动。SemiAnalysis 认为,由于 CPU 工程师资源问题,苹果的下一代核心将从 2021 年推迟到 2022 年。

值得一提的是,在2019 年,一家名为Nuvia 的公司成立,Apple 的首席 CPU 架构师 Gerard Williams 以及其他 100 多名 Apple 工程师离开后加入了这家公司。他们后来被高通以 14亿美元的价格收购。

最近,SemiAnalysis 爆料了Rivos Inc,这是一家新的高性能 RISC V 初创公司,其中包括许多 Apple 高级工程师。换而言之,苹果芯片人才外流仍在继续,随着时间的推移,影响将更加明显。苹果曾经通过行业从英特尔和其他公司榨取资源,现在似乎正在发生相反的情况。

我们认为,由于苹果一直在经历人员流动,苹果不得不推迟下一代 CPU 内核。他们没有使用新的 CPU 内核,而是使用去年内核的修改版本。其中一项修改与 CPU 内核的 MMU 相关。这项工作是为即将到来的俗称“M1X”一代 Mac 芯片完成的。此更改的部分原因与更大的内存大小和虚拟化功能/支持有关。

此外,可能还有其他小的变化,但我们需要手头的硬件来分析。我们也不确定 Avalanche 和 Blizzard 是下一代核心还是当前修改的 Firestorm 和 Icestorm 核心。

不管 CPU 的微不足道的增益和潜在的核心架构延迟,苹果仍然是每瓦性能的领导者。

随着英特尔设计团队开始重回正轨,AMD 几乎完美无缺地执行,而高通很快就会像一把拥有 Nuvia 内核的锤子一样进入市场,我们不确定这种领先优势是否会持续下去。A11 到 A12 一代被视为苹果开始逐渐退出增长,仅增长 15%,而 A13 到 A14 看起来更弱,增长了 8.3%,但现在没有 CPU 增长,让我们祈祷A16 带来了巨大的架构变化。


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