蘋果A16處理器首張「裸照」曝光:論牙膏怎麼擠最划算?

語言: CN / TW / HK

在一片「靈動島」和「黃牛血虧」的喧囂中,蘋果A16處理器似乎有些低調過頭,不過這並不耽誤果粉扒它的衣服......

一轉眼,蘋果新品釋出會已經過去半個月了,對於iPhone 14 Pro的最大亮點「靈動島」的討論,已經逐漸變成「黃牛囤貨iPhone14血虧」了。

(快來表演一個空中飛人)

這中間,關於這次蘋果推出的新晶片A16,好像一直都沒掀起什麼波瀾。

可能蘋果自己都覺得這一代擠牙膏擠得太過明顯,釋出會上都沒怎麼太提。

別說CPU提升不大,A16甚至在GPU部分連擠都沒擠,直接照搬。

而這也是A系列處理器歷史上的第一次……

來源:極客灣

不過即便如此,果粉的熱情還是在的。

A16的第一張「裸照」

最近,有網友上傳了一段影片,展示了A16(右)和M2(左)的透檢視。

雖然解析度很低,但也保留了相當多的特徵,便於進行後續的分析。

與M系列的晶片不同,蘋果沒有公佈A系列晶片的模具渲染圖。

因此,我們只能根據相對的結構尺寸做一些假設,看看能從A16的第一張公開的裸照中瞭解到什麼。

一句話總結:相比於A15,蘋果針對A16的全新設計,足以抵消臺積電N4製程帶來的電晶體密度的提升。

A16VS A15

首先,A16的小核(E-Core) L2快取大小和A15保持不變,為4MB。

假設各區域之間的快取陣列面積不變,則可以推斷出,大核P-Core Cluster的二級快取從A15的12MB增加到了A16的16MB,後者快取陣列的面積大約是4MB的4倍。

與A15相比,A16的快取記憶體增加了33%,與A14相比增加了50%。

雖然增加速快取是一種非常簡單的改進架構的方式,但隨著快取規模的擴大,收益會越來越少。

P-Core Cluster L2快取記憶體:

A14:8MB

A15:12MB

A16:16MB

A16(左)和A15(右)

不過,系統級快取(SLC)減小了——從A15的32MB下降到A16的24MB(約為4MB L2陣列面積的6倍)。

與之前相比,A15的SLC大小是A14的兩倍,這次砍掉SLC還是挺讓人意外的。

然而,A16在LPDDR4X-4266(A11到A15)使用了5年之後,終於升級到了LPDDR5-6400。而這50%的記憶體頻寬增長可能足以抵消SLC降低帶來的效能損失。

系統級快取(SLC):

A14:16MB

A15:32MB

A16: 24MB

從佈局上看,各代產品的格式基本保持一致,記憶體、NPU、P-Core、SLC和GPU都有類似的佈局。

然而,E-Core叢集的位置有所不同,在P-Core和SLC之間,而不是在它旁邊。

面積:應該大了一點

根據現有的資料,包括這次的影片,暫時還無法確定A16晶片具體的面積是多少。

但理論上,尺寸會比A15略大,如果A16和A15的4MB L2陣列佔用面積相同的話。

生產成本方面,A16也會高於A15,但主要因素在於搭載了更昂貴的LPDDR5。畢竟,芯片面積差異不大。

架構方面,A16上的Everest P-Cores似乎是一個新的核心,內部佈局與A15上的Avalanche不同,其面積似乎會略大一些。

A16上的Sawtooth小核似乎也有與A15上的Blizzard不一樣的佈局。

A16上的GPU核心設計在這裡是看不出來的,但是面積和效能似乎與A15相同(就是一樣的)。

(為方便對照,再放一次)

A16(左)和A15(右)

效能:提升越來越小

對A16的獨立測試表明,效能的提高已經趨於平緩,這是類似工藝節點上的三代產品的直接結果。

蘋果可以增加晶片尺寸以獲得更多的效能,但這也會增加成本。顯然,蘋果肯定是不會這麼做的。

如果想要看到明顯的效能提升的話,估計得等到下一代3nm工藝了。

在Geekbench CPU跑分方面,A16單核得分比A15僅高出8%,多核得分表現稍好,提升幅度為14%。總體看來提升不大。

蘋果:有時間多玩玩「靈動島」吧,跑分看看就行。

至於和友商的對比,畫風沒變,依然吊打。(三星:我躺平了,勿cue)

單核、多核跑分優勢都在40%以上,蘋果釋出會上只拿出了A13來對比友商,可以說是很給面子了。

把Geekbench換成3dMark,分數上的差距似乎拉開了一些。

好吧,三星又一次當了合格的背景板。

三星:我記得你們PC界有個老梗,叫什麼「默秒全」來著?

但凡高通給點力,蘋果也不至於連牙膏都不帶擠的。

神經網路引擎

神經網路引擎是蘋果在2017年的A11晶片中加入的。

那時,它還是一個雙核的處理器,算力「只有」6000億次/秒。

而到了A16這一代,神經網路引擎的算力已經達到了170000億次/秒。

神經網路引擎的演變:

A16 / iPhone 14 Pro:16核,17 TOPS

A15 / iPhone 13 Pro :16核,15.8 TOPS

A14 / iPhone 12 Pro:16核,11 TOPS

A13 / iPhone 11 Pro:8核,速度快20%,功耗低15%

A12 / iPhone XS:8核,5 TOPS

A11 / iPhone 8和X:2核,0.6TOPS

雖然日常能夠感知到的效能變化不大,但是在其他地方,蘋果還是略有創新的。

顯示引擎

比如,這次A16晶片有一個全新的元件——顯示引擎。

實際上就是給息屏顯示準備的。

這個模組實現了1Hz重新整理率、Always On功能、更高的顯示器峰值亮度和先進的抗鋸齒技術,以實現流暢的靈動島動畫。

ISP

此外,A16新的ISP和光子引擎,也讓iPhone 14 Pro系列實現了iPhone有史以來最重要的相機升級。

新的ISP設計可以支援更高畫素的感測器,而在處理每張照片的時候,可執行4萬億次操作。

參考資料

https://www.angstronomics.com/p/apple-a16-die-analysis

https://www.phonearena.com/news/A16-Bionic-explained-whats-new_id142438

本文來自微信公眾號 “新智元”(ID:AI_era) ,作者:好睏 David ,36氪經授權釋出。