Процессор Apple A11 Bionic (iPhone 8, iPhone 8 Plus, iPhone X) - особенности, характеристики, сравнение с чипами Apple A10 и A10X

Презентация Apple 12 сентября 2017

12 сентября Apple провела крупную презентацию, в ходе которой представила Apple Watch Series 3, Apple TV 4K, iPhone 8 и 8 Plus, а также iPhone X. Все три новых айфона 2017 года вышли на новом процессоре Apple A11 Bionic, о котором мы просто обязаны рассказать подробно и во всех красках. Почему он так крут, что стоит ждать от новых смартфонов в плане производительности, и что могут противопоставить ему конкуренты на рынке мобильных процессоров. 

Apple A11 Bionic характеристики

 

• Название: Apple A11 Bionic
• 6-ядерный процессор: 2 производительных ядра Monsoon + 4 энергоэффективных ядра Mistral
• Максимальная частота - 2,4ГГц
• Независимая работа каждого ядра!
• Техпроцесс 10нм FinFET TSMC
• 4.3 млрд.транзисторов
• Графический сопроцессор (GPU) собственной разработки, 3 ядра
• ISP собственной разработки
• Поддержка беспроводной зарядки по стандарту Qi

Apple A11 сколько ядер и какая производительность

Apple уже давно все свои процессоры разрабатывает самостоятельно. Да, она берёт за основу технологии ARM и наборы инструкций ARMv8-A, но архитектуру чипа и набор сопроцессоров определяет сама, скрупулёзно подгоняя особенности железа под инструментарий операционной системы и наоборот, дописывая ПО под возможности того или иного чипа. Оттого у смартфонов Apple исторически более высокая производительность как в тестах, так и в реальных жизненных ситуациях, несмотря на меньшее количество ядер и заниженные относительно конкурентов частоты. Чипам Apple не надо 10 ядер и не надо частоту ядра под 3 ГГц, они и так всех уделают!

В новом чипе Apple A11 был применён ряд новых технологий, напрямую повлиявший на производительность процессора и устройств на нём. Сконцентрируемся на трёх из них:

Apple A11 техпроцесс 10нм

A11 выполнен по современным проектным нормам 10нм. Производством занималась Тайваньская TSMC, как и в прошлый раз. До TSMC чипы Apple собирали на микропроцессорных заводах Самсунга, но в прошлом году произошло переключение. Решение политическое, так как Самсунг является основным конкурентом Apple на большинстве рынков. Благодаря переходу на более тонкий техпроцесс в новом чипе Apple уместилось рекордное количество транзисторов - 4,3 миллиарда! В прошлогоднем iPhone 7 установлен чип Apple A10, так там всего 3,3 миллиарда транзисторов: прирост 30%! Количество транзисторов у конкурентных решений (например, Snapdragon 835) не разглашается, так что можно предположить, что их там реально меньше, а то бы Куалком не преминул бы блеснуть числом.

Apple A11 - шестиядерный

Впервые у айфона шестиядерный процессор! В июне были представлены новые iPad-ы с шестиядерным чипом A10X, который позволял выжимать из теста антуту возмутительные 236 тыс.баллов, а теперь подобный процессор используется и в iPhone! Да, и iPhone 8, и iPhone 8 Plus, и даже самый топовый iPhone X - все они шестиядерные! Значительный шаг вперёд, который давно сделали все конкуренты, а Тим Кук приберегал его до этого момента. Причём в запасе у яблока есть ещё 8-ядерная и 10-ядерная структура, то есть чем удивлять ближайшие пару лет, в компании знают... Но важное изменение не в банальном увеличении количества ядер, а в переходе к свободному распределению нагрузки на ядра и возможности активировать любое их количество в каждый момент времени. То есть это не привычная всем технология big.LITTLE, в которой ядра разбиты на кластеры и одновременно может работать только один из кластеров, а это совершенно иная система распределения нагрузки по вычислительным мощностям, способная зажечь все 6 камней одновременно! Для управления потоками используется разработанный в Apple контроллер производительности второго поколения (2nd Gen Apple-Designed performance controller), общая производительность обещает быть просто заоблачной, скорее всего даже выше, чем у упомянутых айпадов. Будем ждать 240-250тыс. баллов в тесте антуту и уже мелькали утечки с результатами Geekbench, где в многоядерном тестировании iPhone 8 показывал более 9900 очков.

У Apple A11 свой графический сопроцессор GPU

Apple на этот раз пошла дальше в кастомизации своего чипа и теперь разрабатывает самостоятельно все его элементы, включая и графический сопроцессор. Ранее Apple была вынуждена использовать графику сторонних производителей, выбирая решения от PowerVR и подгоняя её под свои нужды. В 2017 году настал чёрный день для PowerVR: яблоко отказалось от их услуг, разработав собственный GPU, который на 30% быстрее, чем PowerVR GT7X, использовавшегося в Apple A10. Если же он будет работать с тем же уровнем производительности, что графика прошлого поколения, то будет тратить в два раза меньше энергии на это. Графический чип пока не обзавёлся громким именем, но известно, что у него всего три ядра и, судя по всему, здесь тоже имеет место техпроцесс 10нм, иначе откуда же появиться такой впечатляющей производительности?

Зачем айфону крутой процессор?

Да, Apple A11 - это очень крутой процессор не только в сравнении с текущими топовыми решениями других производителей, но и с тем, что они собираются показать в следующем году. Apple уловила тенденцию и нашла способ эффективно эксплуатировать потребности своих потребителей: надо больше FPS в играх, надо больше баллов в антуту, надо поддерживать не только VR, но и AR (дополненную реальность) в реальном времени. И чтобы это всё хорошо работало, нужно иметь запас производительности и возможность разгоняться когда это надо. Помимо общей высокой производительности Apple внедрила в новый чип ещё несколько краеугольных технологий, без которых концепция яблочной экосреды была бы неполной. Вот о чём я говорю: 

1. Машинное обучение. Сейчас много говорят о нейросетях и машинном обучении, но в основном всё в призме каких-то сложных распределённых вычислений или в обработке графики и умного автопилотирования машин. Однако всё это реализуется очень сложно и через одно место, потому что машинное обучение не встроено в базовый элемент вычислительной техники - в процессор. Apple решила исправить этот недочёт и выпустила первый процессор с машинным обучением.

 

Можно, конечно, поспорить, что элементы машинного обучения уже используют процессоры Samsung Exynos последнего поколения, что KIRIN 970, который выйдет в конце года, будет более ИИ-ориентированным, чем предшественники, но это всё отдельные элементы. Apple же не только постулировала поддержку технологии, но и показала её реальное применение в системе Face ID.

Если вы не заметили в ходе презентации, то обратите внимание: у новых iPhone 8 и iPhone X нет Touch ID. Вам некуда будет приложить палец, чтобы разблокировать айфон: эту функцию полностью взяла на себя Face ID - технология распознавания лиц с точностью 1000000 к 1. А машинное обучение здесь нужно для того, чтобы узнавать вас и в здравии и в болезни, и зимой в шапке и летом в солнечных очках, и даже пьяным в стельку с закрытыми глазами. Смартфон будет ежедневно учиться и адаптироваться к переменам в лице его хозяина. Это было бы невозможно без машинного обучения!

На базе этой технологии также работают и такие развлекухи, как Animoji (анимоджи), но о них мы расскажем в другой статье.

2. Кастомный ISP от Apple. Это ещё один сопроцессор в составе сложного чипа, отвечающий за обработку фото и видео в режиме реального времени. Новая версия ISP в чипе A11 позволяет накладывать эффекты на снимаемое фото и настолько чётко распределять фон и объект, что в ряде случаев позволяет вовсе исключить фон из фотографии! Из заявленных фишек также:

• Faster Low-light autofocus - ускоренная работа автофокуса при недостатке освещения
• Improved pixel processor - улучшенный пиксельный процессор (для обработки изображения попиксельно)
• Hardware multiband noise reduction - хардовый многоканальный шумодав (фотографы поймут) - технология, позволяющая уменьшать шумы на фотках в несколько потоков, причём на уровне железа, а не программно, что очень и очень ценно для хорошей фотографии

 

3. Беспроводная зарядка по протоколу Qi. Это уже далеко не новая технология, но вот Apple добралась до неё и, возможно, теперь она станет популярной. Заряжать смартфон, просто положив его на специальный кружок на столе - это удобно, но до сих пор имело ряд ограничений: скорость зарядки была очень маленькой, телефон нагревался при заряде и добить до 100% иногда бывало сложно из-за суммы этих двух факторов. Хочется надеяться, что Apple решила обозначенные проблемы и готова представить действительно рабочую беспроводную зарядку для айфона. Байка про отказ от разъёма USB в айфоне приобретает зловеще реальные очертания...

Apple A11 в сравнении с Apple A10 и A10X

Apple A10	Apple A10X	Apple A11
4 ядра, 2 Hurricane +2 Zephyr	6 ядер, 3 Hurricane + 3 Zephyr	6 ядер, 2 Monsoon + 4 Mistral
Частота до 2,34ГГц	Частота до 2,38ГГц	Частота до 2,4ГГц (уточняется)
Техпроцесс 16нм	Техпроцесс 16нм	Техпроцесс 10нм
GPU PowerVR GT7600 Plus MP6 (6 ядер)	GPU PowerVR GT7600 Plus MP12 (12 ядер)	Apple GPU (3 ядра)
Память LPDDR4 1600МГц	Память LPDDR4 1600МГц	Память LPDDR4 1600МГц
Тест антуту 181900 баллов	Антуту 236317 баллов	Тест антуту 240000 баллов (уточняется)
Тест GeekBench 4 3500/5900 баллов	Тест GeekBench 4 3900/9400 баллов	Тест GeekBench 4 4400/9900 (уточняется)
Выход сентябрь 2016	Выход июнь 2017	Выход сентябрь 2017
Устройства: iPhone 7, iPhone 7 Plus	iPad Pro 10.5", iPad Pro 12.9" (2017), Apple TV 4K	Устройства: iPhone 8, iPhone 8 Plus, iPhone X

Как можно увидеть из сравнения, рабочие частоты чипов не меняются, а основные перемены происходят в архитектуре процессоров, в количестве и особенностях ядер, в техпроцессе и в применяемых графических подсистемах. И при этом показатели тестов значительно отличаются. А это в который раз говорит о том, что частота процессора уже давно мало что значит и для определения действительной мощности и крутизны устройства нужно лезть глубже под капот.

Процессор Apple A11 - отрывок из презентации Apple 12 сентября 2017 

 

< Предыдущая		Следующая >