Apple A13 Bionic - процесор iPhone 11. Що в ньому особливого

Як зазвичай, нова «яблучна» система-на-чіпі була одним з найяскравіших моментів чергового вересневого шоу. 18 ядер різного призначення, 7-нанометровий процес другого покоління, торжество штучного інтелекту, мощі та економічності. Це провокаційно (конкуренти в сказі), зухвало, дуже схоже на правду. Боюся, що добром це не скінчиться, але поки Apple вдається залишатися першою.

Нахабна самовпевненість «фрукту» породжує хвилю нищівної критики. У чому тільки не звинувачують системи-на-чіпі від Apple. Їх де спеціально заточуються на досягнення рекордних результатів в бенчмарках, результати досягають не самі чіпи, а їх вертикальна інтеграція з залізом і програмним забезпеченням пристроїв в яких вони використовуються. Процесори в «яблучних» SoC (System-on-Chip, або «система-на-чіпі») вражають відсталістю своєї архітектури. Apple A13 Bionic тут не виняток: згідно з модою, в процесорах конкурентів вже по три кластери ядер, а у Apple, по-старому, їх два. Це дуже багатообіцяючий підхід, рано чи пізно Apple його творчо переосмислить і використовує, поки ж необхідний результат досягається і без цього.

Apple A13 Bionic, на думку деяких експертів, всього лише незначний апгрейд A12. Судіть самі: ті ж 6 ядер (два продуктивних і чотири енергозберігаючих) в центральному процесорі, ті ж 4 ядра «власної розробки» в графічному і ті ж 8 в нейронному процесорах. Той же 7-нанометровий процес що і раніше - тільки «другого покоління». Нагадує Intel з її процесами 14 нм + і 14 нм++, чи не так? І взагалі нічого нового! Кейін Дренс і Срібалан Сантанам з мікро-електронного підрозділу Apple даремно обтяжувалися, розповідаючи про особливості Apple A13, шановні експерти їм не повірили. Їх право. Якби в A13 було щось нетривіальне - мабуть вирішили вони - Apple зберігала б горде мовчання. Дехто побачив у їхній балакучості зловісну ознаку катастрофи.

Масла у вогонь підлило інтерв'ю на процесорні теми, яке дали Wired Філ Шиллер і Ананд Шимпі. Як виявилося, засновник ресурсу Anandtech тепер працює в Apple, в тому самому мікро-електронному підрозділі компанії про який, до речі сказати, майже нічого не відомо. Втім, експертів здивував зовсім не необачний вчинок одного з найавторитетніших оглядачів, а сам факт інтерв'ю.

Зловісні погляди

Як ви ставитеся до «чортової дюжини», до числа 13? Все це забобони, дурниці і все таке - і тим не менш, багато хто ставиться до цього числа з ірраціональним побоюванням. Якось в 1996 році, на роль ключів заряджають систему безпеки програми я вибрав 13 і 666. Програма була для Масів, у неї реально були перспективи - але коли через три тижні я повернувся з відпустки, з Apple трапилася катастрофа. Це я її мало не вбив? Не знаю, але про всяк випадок, по можливості, я уникаю зловживання цим числом. Чіп з позначенням A13 був неминучим, але це не єдиний випадок появи чортової дюжини в 2019 році: iOS 13 і iPadOS 13, наприклад. Але і це ще не все. iPhone 11/11 Pro/11 Pro Max - тринадцяте покоління iPhone. Історія нової системи-на-чіпі тільки починається, якою буде її доля поки не знає ніхто. Цікаво, чи зіграє зловісне число зловісну роль, чи буде як в 1977 (Apple 1 коштував 666 доларів, після був навіть не успіх, а тріумф)?

Той же технологічний процес

Apple A12/A12X Bionic були першими комерційно доступними чіпами виробленим за технологією 7 нм. До вересня 2019 року 7-нанометрові чіпи втратили статус сенсації. Їх випускала вже не тільки TSMC - настав час зробити наступний крок. Оголосивши про початок альфа-тестування технологічного процесу 5 нм, TSMC анонсувала екстремальну ультрафіолетову літографію (EUV), і поліпшений 7-нанометровий процес N7 +. Новий процес дебютував у системі-на-чіпі Kirin 985, для пристроїв з Android'ом на борту. Але Apple A12/A12X Bionic, незважаючи ні на що, зберегли лідерські позиції. Переваги і недоліки SoC визначаються не тільки прогресивністю технологічного процесу, але і масою інших факторів. Вертикальна інтеграція, сповідувана Apple мало не з перших днів її історії створила чергове диво.

Для виробництва Apple A13 Bionic використовується ще більш передовий процес, N7 Pro, за словами TSMC це набагато краще ніж N7 +, і щось зовсім інше. У чому це виражається в реальності - невідомо. В Apple про N7 Pro і про N7 + знають, швидше за все, не гірше ніж в TSMC, але реальних залізобетонних фактів про те, чим вони відрізняються - ні. Можливо, це всього лише нова етикетка на тому ж самому. Може бути відмінності між ними настільки істотні що TSMC не ризикнула збентежувати інших покупців її чіпів.

Плани TSMC ще зовсім недавно звучали як фантастика. У 2020 компанія планувала запустити масове виробництво за технологічним процесом 5 нм. Необхідне для цього обладнання було готове до випробувань, пробні партії 5-нанометрових чіпів вже випускалися (для альфа-тестування у партнерів), і відгуки були позитивними, але найцікавіше інше: в 2022 TSMC збиралася почати масове виробництво 3-нанометрових чіпів. Але тестування на те й тестування, щоб виявляти проблеми, а деякі з проблем запросто можуть виявитися міцними горішками. Людство вже і без цього зайшло занадто далеко. Швидше за все, так і сталося.

Нещодавно TSMC повідомила про коригування планів. У 2020 тепер планується запуск процесу N6, якого в попередніх версіях плану не було. Запуск N5 перенесено на більш пізній час. Поки, судячи з інформації від TSMC, з N6 все добре, але поки в якому-небудь з чіпів 2020 року цей процес не буде застосований, ні про що певне говорити не доводиться. І можливі всякі несподіванки. В порядку марення - що якщо першою компанією освоїла 6-нанометровий процес стане Intel? У них найсильніший стимул з усіх - мова йде про життя і смерть. Уявіть собі, що і як змінилося б у цьому випадку.

A13 - це банальний апгрейд A12?

Я вже згадував про спільне в конструкції A12 і A13, повторюватися не буду. Apple ніколи не займається змінами заради змін, навряд чи це порок. Перш ніж щось змінити, в компанії прийнято тисячі разів подумати, багаторазово зважити нові ідеї, і врешті-решт дуже часто нові ідеї відправляються в архів. Порушення традицій призводить, як з'ясувалося в результаті експериментів з клавіатурою і з Touch Bar, не тільки до економії часу, але і до проблем. Архітектура в A13 консервативна і перевірена часом, з неї (з упевненістю в 100%) можна витиснути необхідні технічні характеристики, а зосередившись на інших аспектах додати в SoC традиційну родзинку.

Центральний процесор складається з двох «силових» ядер Lightning, з тактовою частотою в 2,65 ГГц і чотирьох енергозберігаючих ядер Thunder. Lightning - це «блискавка», Thunder це «грім». Крім того, обидва кодових найменування викликають деякі асоціації, може бути тільки у мене: Lightning це ще й один з роз'ємів використовуваних в мобільних і в деяких інших пристроях від Apple, Thunder змушує згадати про Thunderbolt. Ті хто заявляє про відсутність змін у цих ядрах порівняно з ядрами в A12, мабуть, володіє надприродними здібностями. Бачить краще ніж електронний мікроскоп, орієнтується в мільярдах транзисторів, відчуває їх життєвий пульс. Ядер центрального процесора, що займалися розробкою, запевняють що ядра радикально доопрацьовані і поліпшені. Центральний процесор став продуктивнішим, на 20-30%, і економічнішим на 30-40%.

Економічніше, в тому числі, і через новий трюк, якому навчили SoC в Apple. Будь-який блок SoC не використовується, можна знеструмити. І швидко (майже моментально) повернутий до життя як тільки в ньому виникне необхідність. Економічніше ще й через те що при проектуванні процесора були вивчені найбільш використовувані програми в App Store, виявилося що переважній їх більшості, більшу частину часу, міць «силових ядер» не потрібно. Якимось магічним способом (вертикальна інтеграція - це магія), процесор обчислює оптимальний режим і включає його. Звучить незатишно, але начебто проблем через це не виявлено.

Графічний процесор доопрацьований, покращений, це найпотужніший GPU для роботи з Metal 2. Нейронний процесор, у якого як і раніше 8 ядер, продуктивніший в 6 разів. А машинним навчанням тепер займається спеціальний контролер. Філ Шиллер назвав одного з бенефіціаріїв (тих, хто отримує вигоду) від інтелектуальної складової нової SoC - це TTS, Text-to-Speech. Перетворення текстів на промову (читання їх вголос). Якщо ви не в курсі, вперше така технологія на масовому комп'ютері була показана Apple під час демонстрації першого Mac'a, 35,5 років тому. У ті часи вона була недосконала до межі, з плином часу TTS ставали все досконалішими, але штучну мову відрізнити від справжньої було елементарно. Начебто це обіцяють виправити - я займався TTS, і в це не вірю. Але - раптом?

Це зовсім не «банальний апгрейд». Тільки два питання: чи буде A13X взагалі, і яким буде A14? Але всьому свій час.

Це продовження серії про чіпи розроблені Apple. Попередня частина тут.