對蘋果A12處理器的期待

我們已經(jīng)非常接近于在2018年推出蘋果的新iphone，當然它們肯定會使用蘋果設(shè)計的新的自定義系統(tǒng)芯片(SoC)。在繼承過去命名慣例的基礎(chǔ)上，它幾乎肯定會被稱為A12，以及一個豐富多彩的描述符(如“A10融合”或“A11仿生”)。

通過觀察以前蘋果設(shè)計的soc的改進，并預(yù)測到目前最先進的制造技術(shù)，我們可以對A12有一個很好的預(yù)期。

蘋果公司對其即將推出的處理器守口如瓶，因此外界鮮有可靠的寶貴信息。把這篇文章稱為有根據(jù)的猜測吧。

iPhone 8、8 Plus和X中使用的A11仿生芯片是采用臺積電的10nm制程生產(chǎn)的。A12將采用臺積電的7nm制程生產(chǎn)——事實上，它應(yīng)該是第一個廣泛使用7nm制程的消費類產(chǎn)品。

你不能比較來自不同公司的制造過程的“納米”測量值，因為每個公司對芯片不同方面的測量值都不同，從而得出這個數(shù)字。但由于蘋果仍堅持與臺積電合作生產(chǎn)A12，我們可以看看臺積電自己的指引，看看這種新工藝有多好。

公司描繪了一幅非常美好的前景。與A11的10nm制程相比，該公司稱7nm制程提供了“1.6倍的邏輯密度，約20%的速度提升，約40%的功耗降低?！?/p>

換句話說，如果蘋果公司用7nm制程生產(chǎn)出完全相同的A11仿生芯片，它的體積將縮小40%左右，以同樣的速度運行時，耗電量將減少40%，或者以同樣的功率運行時，時鐘速度將提高20%。你可以放心，那些是最好的數(shù)字。

當然，蘋果不會簡單地將A11仿生芯片縮小，它將生產(chǎn)更先進、更復雜的芯片。A11擁有令人印象深刻的43億個晶體管，我們估計A12的晶體管數(shù)量將下降到55億到60億之間。

A11仿生處理器由兩個高性能的CPU核心(代號為“Monsoon”)提供動力，運行最高時鐘速度約為2.39GHz。它與四個更小、性能更低、更節(jié)能的核心(代號為“Minstral”)配對。

我們猜測A12可能會堅持使用兩個高性能核心，使用更高的晶體管計數(shù)來提高性能和效率。我們不期望時鐘速度有大的提升:A12將會是一個大而強大的芯片，所以在一個iphone大小的設(shè)備中可能沒有足夠的空間來推動它超過2.5GHz左右。

下面是過去幾代a系列處理器的Geekbench 4單核分數(shù)。過去四代人的進步是非常線性的，我們預(yù)計今年也會有類似的進步。搭載新A12的手機的單核Geekbench 4評分可能在5000分左右，上下浮動100分左右。

在過去的幾年里，單核系統(tǒng)的性能有了非常規(guī)律的提高，我們預(yù)計今年還會繼續(xù)提高。

蘋果可能會堅持使用四個節(jié)能核心，再次對架構(gòu)進行一些小的調(diào)整，以提高能源效率和性能。

在CPU方面，我們預(yù)測A12將堅持六核設(shè)計(兩個大，四個小)，提供大約20%的單線程性能和20%到30%的多核性能。

使用過去的Geekbench 4多核測試分數(shù)，并預(yù)測未來的趨勢線到A12顯示的分數(shù)大約是15000分，但我們不希望這真的實現(xiàn)。

A11在多核性能上有了巨大的改進，但A12無法與趨勢線相匹配。

為什么?因為A11對多線程性能的工作方式進行了重大的架構(gòu)更改。它引入了新的第二代性能控制器，首次允許兩個大核和四個小核同時工作。這對多核性能產(chǎn)生了巨大的影響。A12可能有更快的內(nèi)核，甚至可能更高效地同時使用它們，但它不會突然比以往任何時候都能同時使用更多的內(nèi)核。

因此，我們預(yù)計多核性能將提高25%到30%，Geekbench 4的分數(shù)將在13000左右。

那圖形處理器呢?A11仿生處理器采用了蘋果公司設(shè)計的全新三核圖形芯片，而不是powervr設(shè)計的gpu。A12可能會增加第四個核心，并略微改進架構(gòu)，使圖形性能提高約40%。

這里是最近四部iPhone發(fā)布的3DMark評分，使用Sling Shot進行極限無限測試。性能正在逐漸下降，趨勢線告訴我們，我們可以預(yù)期在這次測試中A12的分數(shù)大約為4200。

在iphone上，真實世界的圖形性能開始趨于穩(wěn)定。

為什么像3DMark這樣的實時圖形基準會隨著時間的推移顯示出更少的改進?這可能與內(nèi)存帶寬有關(guān):游戲的實時圖形是內(nèi)存密集型的，一旦你達到了從RAM(和各種緩存)讀寫數(shù)據(jù)的能力極限，你的GPU速度有多快就無關(guān)緊要了。A12可能有稍微快一點的內(nèi)存，但是除非它增加內(nèi)存通道來顯著地改善內(nèi)存帶寬(這是我們不期望的)，否則它不會在游戲性能上有巨大的提升。

讓我們看看GPU在計算應(yīng)用程序中的表現(xiàn)，使用蘋果的金屬框架。Geekbench 4的金屬測試顯示，經(jīng)過多年的穩(wěn)定改進，內(nèi)存帶寬比3DMark的游戲圖形更少。

根據(jù)Geekbench的測量，過去兩代蘋果的GPU計算性能提高了20%。

這是一個趨勢，我們認為將繼續(xù)，與A11相比，A12提供了另外20%到25%的真實世界金屬計算性能。大約是18500分，誤差幾百分。

值得注意的是，蘋果經(jīng)常宣傳自己的GPU比基準測試顯示的要快得多。該公司聲稱A11的GPU比A10快30%。這在一些有限的情況下可能是正確的，但是大多數(shù)基準測試顯示在15%到25%的范圍內(nèi)有改進。蘋果公司可能會聲稱其性能提升了30%到40%，而現(xiàn)實世界的基準測試顯示的改善幅度更小。

今天的移動處理器不僅僅是一個CPU和圖形處理器。它們的特點是硬件專用于音頻處理、來自運動和其他傳感器的數(shù)據(jù)處理、來自攝像頭的圖像處理，現(xiàn)在甚至還有機器學習。

這些是最難了解的性能方面，因為它們通常高度專有，專用于特定的任務(wù)，而且蘋果對它們守口如瓶。

A11仿生系統(tǒng)為蘋果公司提供了第一個專門的機器學習硬件，而A12可能會帶來很大的改進。

A11是第一個專門為機器學習設(shè)計硬件的蘋果芯片，被稱為“神經(jīng)引擎”。“A11的神經(jīng)引擎每秒可以運行6000億次，隨著時間的推移，蘋果很可能會加大對這類硬件的投入?！比绻鸄12的神經(jīng)引擎每秒的運算能力低于1萬億次，那將是相當令人驚訝的，你可以期待蘋果在臺上喊出這樣一個令人印象深刻的數(shù)字。它甚至可能達到1.2萬億甚至更多——是A11的機器學習運算能力的兩倍。

蘋果芯片中的ISP(圖像信號處理器)功能每年都在增強，它在很大程度上改善了我們一直期待的新iPhone的相機質(zhì)量。今年也不會有什么不同，盡管很難精確計算出圖像處理器和視頻編碼硬件的能力究竟會提高多少。iPhone 8和X已經(jīng)可以以驚人的240幀/秒的速度運行1080p的sloo -mo，并以60幀/秒的速度播放4K視頻。除此之外，還需要將數(shù)據(jù)移出成像傳感器，這與圖像處理器的性能同樣重要。

因此，期待一個更快、更強大的ISP來改善照片和視頻質(zhì)量，但不一定是更快的慢動作性能。

如果蘋果以同樣的速度采用同樣的芯片設(shè)計，那么從10nm制程到7nm制程的轉(zhuǎn)變將意味著更長的電池壽命。然而，蘋果幾乎肯定會制造出更強大、更復雜的芯片，從而在很大程度上降低功耗。更重要的是，現(xiàn)實世界的電池壽命是一系列因素的結(jié)果，比如蜂窩和Wi-Fi收音機的效率、顯示和存儲。

不過，A12的待機狀態(tài)應(yīng)該會低得令人印象深刻，因此，當新iphone處于休眠狀態(tài)時，電池耗電量減少一點也不會讓我們感到意外。當運行高強度的應(yīng)用程序和游戲時，功耗可能不會有很大的不同——至少與系統(tǒng)芯片上的不同。從本質(zhì)上講，蘋果公司正處在iPhone緊湊尺寸的散熱極限。

換句話說，新iphone的“屏幕準時”電池壽命與A12的電池容量、顯示效率和無線電效率差不多。但我們會擔風險,閑置的電池壽命(已經(jīng)iPhone的強項)將會是殺手,而且可能更大的電池在新加的iPhone今年將給它一個真正的優(yōu)勢的iPhone x更有效的蜂窩無線電應(yīng)該提高電池壽命,。

雖然它并不是A12系統(tǒng)芯片的一部分，但這可能是一個很好的時機來提及新iPhone硬件的另一個重要方面:無線性能。

有傳言稱，蘋果將放棄高通作為其調(diào)制解調(diào)器供應(yīng)商之一的地位，代之以所有iphone手機使用英特爾的調(diào)制解調(diào)器。盡管高通(Qualcomm)如今生產(chǎn)的是高級調(diào)制解調(diào)器，但今年iphone的調(diào)制解調(diào)器可能并非如此。

英特爾(intel)的XMM 7560調(diào)制解調(diào)器可能是蘋果公司(Apple)打算推出的一款產(chǎn)品，它避開了高通(Qualcomm)的X20。這未必是件壞事。與當前iphone的XMM 7480和高通(Qualcomm) X16相比，XMM 7560支持更多頻段和蜂窩技術(shù)。它應(yīng)該更快、更省電，而且只有一個調(diào)制解調(diào)器供應(yīng)商，我們可能不必擔心不同運營商和的不同iphone版本。我們可能最終會有一個單獨的“世界iPhone”。

如果你希望蘋果從帽子里變出一只兔子，成為第一個銷售大眾市場的5G智能手機的公司，那就繼續(xù)許愿吧。調(diào)制解調(diào)器還沒有真正準備好，網(wǎng)絡(luò)還沒有建立起來，也沒有足夠的時間來測試這項技術(shù)。此外，5G蜂窩網(wǎng)絡(luò)使用的新頻率將需要新的天線，可能需要不同的手機設(shè)計才能正確實現(xiàn)。

所以，至少在2019年或2020年之前，不要指望能有一部5G iPhone。

本文中的數(shù)據(jù)都來自蘋果芯片的iPhone實現(xiàn)。例如，A10使用的是iPhone 7 Plus的性能數(shù)據(jù)，而不是今年春季推出的新iPad。

如果蘋果在今年9月推出新款iPad pro，正如我們預(yù)期的那樣，他們的處理器規(guī)格可能會有兩種情況。

首先，他們使用與iphone相同的A12，但運行速度更快，內(nèi)存也可能更快。ipad更大的尺寸讓它們更有效地散熱，更大的電池有助于增加電量。如果是這樣，您可以在A12的預(yù)期性能上再增加15%到20%。

另一種選擇是，蘋果將在新款ipad上同時推出A12X芯片。這很不尋常，但并非聞所未聞:2015年，蘋果推出了帶有新A9處理器的iPhone 6s，以及帶有A9X的12.9英寸新iPad Pro。如果蘋果再次走上這條路，A12X將成為平板電腦芯片中的怪獸。以A12為例，再增加一到兩個高性能核心，你就得到了一個足以讓英特爾最新的超低功耗筆記本電腦芯片相形見絀的芯片。