2020/10/3 11:27:05
台积电5nm工艺已于Q1量产,据悉今年苹果A14处理器的产量在7400万颗。再者,苹果iPad Air(第四代)首发了苹果最新自研的A14仿生处理器,由此可以估算iPhone 12的最高产量。
具体到各个模块部分,A14 仍然延续了和前代一样 6 核CPU(包括两颗高性能核心和四颗高效能核心)与4核GPU的设计,两部分性能相比 A12,分别提升了 40% 和 30% 左右。此外,A14配有16核心架构的神经引擎处理器(NPU,算力高达11Tops,A13相对有8核),拥有118亿个晶体管(A13相对为85亿个)。
另外,这次苹果也为 A14 引入了和 A13 类似的机器学习加速器结构,使得 iPad Air 4 获得了更快的矩阵运算速度。
相比苹果A12仿生芯片(iPhone XR/XS/XS Max同款),中央处理器性能提升40%,图形处理器性能提升30%。
而苹果A13仿生(iPhone 11/11 Pro/11 Pro Max/SE(第二代)同款)相比苹果A12仿生中央处理器性能提升20%,图形处理器性能提升20%。 算下来,苹果A14仿生的综合性能仅比苹果A13仿生提升了10%。这样来看,苹果A14仿生处理器将是近几年来苹果处理器中升级幅度最低的一款。
目前,从 AnandTech 等专业媒体的推测来看,A14 在 CPU/GPU 部分,仅比 A13 提升了 16% 和 8% 左右,但 A13 相比 A12,在这两部分都有着约20%的提升。
这就意味着,哪怕是 A14 采用了新一代 5nm 制程,但提升幅度很可能不如上一代 A13,尤其是 GPU 图形处理器部分,不到 10% 的提升,更是相当的「保守」。
相对A12,A14 CPU提升40%,GPU提升30%,NPU提升两倍;然而A13已经比A12的CPU提升20%,GPU提升20%,NPU提升20%。算下来,和A13相比,A14 CPU提升16.7%,GPU提升8.3%,NPU提升66.7%。
不过这也可以理解,苹果A11仿生芯片,那一代中央处理器有很大的提升。接下来的苹果A12仿生芯片,图形处理器有着很大的提升。正是因为这两代处理器的发布,让苹果坐稳了移动端最强处理器的宝座,开始秒天秒地秒空气,至今苹果A12仿生处理器仍然可以和安卓阵营的最强的高通骁龙865处理器打的互有胜负。而苹果A13处理器的发布,巩固了移动端最强处理器的地位。
这次苹果A14仿生的发布,采用新一代5nm工艺制程,来解决之前苹果A11、A12、A13仿生三代处理器由于性能大幅提升所带来的发热问题,来平衡功耗与性能间的矛盾,这或许是一个很好的选择。毕竟近两年iPhone采用双层主板,高发热也会影响到处理器性能的释放。
以下来自知乎来自木头龙的评论:
作者:木头龙
链接:https://www.zhihu.com/question/421334051/answer/1477092290
事实上,到了今天,不管是CPU还是GPU,同等规模的性能提升越来越难——因为好用的方法大家都已经早就用过了,而最简单粗暴的频率提升手段,其实超过了2 GHz以后已经很艰难了。抛开Netburst这个怪胎不说,各家的CPU过了2 GHz以后,都是一点点逐步提上去的。至于看重功耗的的手机/平板用CPU,更是今年才刚刚摸到3 GHz的门槛;GPU就更不用说了。
CPU方面,如果不算SIMD指令集的话,从90年代中期的P6到今天,唯一出现过能明显提升单线程性能的技术,只有在Lakefield的Tremont小核上出现的双前端,使得分支预测失败时无需清空流水线即可切换正确的分支执行。其它的,可以说不过是在P6架构上不断的优化,堆砌各种处理单元——然而因为边际效应,性能的提升幅度和增加的晶体管规模相比,可以说是事倍功半。这也是Intel从Core系列以来,一直到7代,因为CPU核心数量一直没有增加,频率提升又极其缓慢,因此大量测试中CPU性能提升幅度极小,被称为牙膏厂的最主要原因。
Tremont的双前端
当然,Apple财大气粗,瞄准的都是高端用户,事倍功半就事倍功半——反正消费者会买单的。早在2013年的A7上就已经使用6解码,9发射的规模——ARM公版是最新的X1也不过5解码,A76还是8发射。只是堆规模毕竟不合算,比竞争对手大点就足够了,所以从A11开始规模堆到了7解码,13发射一直到A13(如无意外A14应该也是如此),三代都没有再扩大规模了,这几代A系列的性能提升,其实来自于制程红利带来的频率提升占了相当部分比例。
GPU好一点,毕竟GPU这个概念的提出不过20年多一点,而且从早期的固定管线到今天的通用计算,整体架构变化还是非常大的。而第一代通用计算的G80到今天还不到14年,远不如CPU成熟。不过和CPU相比,GPU要简单些——堆规模,保证效率就是了。历代GPU竞争中,落后的大部分是规模没有对手堆得多,小部分是规模有了但是效率太低。
然而堆规模这个办法在功耗相对宽松的桌面平台还算好用,在移动平台就很容易抓瞎——本来堆规模就很讲究能效比,毕竟就算在桌面也是有功耗限制的,所以GPU的频率很长时间都在1 GHz以下,也就近几年才算站稳在1 GHz以上。换到移动平台,增加规模降低频率的方法就不那么好使了,毕竟频率-功耗曲线有个拐点,低于拐点的频率再低也省不了多少电,所以限定功耗的话,规模很难往上堆。
不过,既然A14是118亿晶体管,比A13的85亿还是增加了38.8%。除了必要的优化开销以外,应该还是有不少空闲的晶体管资源。从已经工开的信息来看,NPU从8 Core提升到16 Core,增加了一倍,估计大部分晶体管开销就在这里了。
押注NPU是否值得?我想Apple作为从芯片到整机,到操作系统、编译器、开发工具这类基础系统,到各种官方应用、网络服务一手包办的封闭生态提供商,应用方面的方向把控是非常清晰的,而且Apple的软件、系统一向给人的印象都是简单易用——这后面除了牺牲掉一些小众需求外,依赖于大量的代码实现,而强大的硬件推理能力配合丰富的数据,对于减少编码工作,提升易用性以及效率非常有帮助。
至于丰富的数据,从Apple提供的各种周边硬件如集成多种传感器的Apple Watch、合作设备如各种汽车,网络服务如最新的Apple One等等,可以说其它企业能收集、提供的数据,基本上是不可能比Apple更完整更全面了。
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