Titulek vám sice může přijít škodolibý, ale přece jen: firma Apple si mezi nadšenci do procesorů v druhé polovině minulé dekády vydobyla skoro kultovní status a bylo obdivováno, jak každý rok vydává nové procesorové jádro zvyšující výkon na 1 MHz. V tzv. IPC se tím Apple stal absolutním lídrem. Ale po pošklebcích, že jeho konkurence umí jenom tupě zvyšovat frekvenci, je to teď právě Apple, kdo zvyšuje výkon právě jen vyššími takty.
Apple uvádí procesor A16: mírný pokrok v mezích 4nm procesu
Apple nyní jako každý rok oznámil novou generaci telefonů a v části z nich se nachází nová generace jeho procesoru s architekturou ARM – SoC označený A16 (respektive celým jménem A16 Bionic). U toho předchozího se nakonec ukázalo, že architektura jader byla převzatá z předchozí generace A14, podobně jako Apple znovu použil stejnou architekturu po PC procesoru M1 také v letos vydaném M2. Telefonní procesor A16 byl proto vyhlížen s nadějí, že v něm by už mohlo být nové jádro, které by pak mohlo přijít také do procesoru M3.
Apple A16 je vyráběný na 4nm procesu TSMC (technologie N4). Základní parametry jsou stejné, jako u A15 – SoC obsahuje dvě velká výkonná jádra, která Apple pojmenoval „Everest“, a čtyři malá energeticky efektivní jádra „Blizzard“. GPU má 5 jader, což by mělo odpovídat 640 shaderům. Jednotka pro akceleraci AI má 16 jader jako v předchozím čipu A15. Její výkon stoupl poměrně mírně, Apple uvádí 17 TOPS, zatímco předchozí generace dosahovala 15,8 TOPS.
Největší upgrade jsou asi paměti – A16 používá LPDDR5-6400, což znamená 50 % nárůst propustnosti proti LPDDR4X-4266, kterou měly telefony Applu doteď. SoC pravděpodobně bude mít řadu méně viditelných nových funkcí či zlepšení ve svých dalších komponentách – nový by měl být například obrazový výstup, který by se měl starat i o anti-aliasing a podporuje zpomalení obnovovací frekvence na displeji na 1 Hz.
Je třeba upozornit, že tento procesor není ve všech nových telefonech. Osazován bude jen v iPhonech 14 Pro a iPhonech 14 Max. Pořizovatelé (a pořizovatelky…) levnějších iPhonů 14 a iPhonů 14 Plus dostanou jen čip A15 z předchozí generace.
Apple A16 Bionic (zdroj: Apple)O 7–10 % vyšší výkon při o 7 % vyšším taktu?
Ačkoliv architektury CPU mají nová jména, zřejmě opět půjde o jen nějaké malé úpravy a revize, protože podle prvních benchmarků se zdá, že výkon na 1 MHz se nezvýšil. Stejné to bylo v A15, kde se jádro jmenuje Avalanche, ale výkon na 1 MHz má víceméně nezměněný proti Firestormu v A14. Abychom byli fér, je třeba upozornit, že A15 dostalo novou architekturu malých jader – ta však nepomáhají jednojádrovému výkonu.
Apple slibuje, že A16 má až o 10 % vyšší výkon CPU proti A15. Na internetu se již objevil test v benchmarku Geekbench, který ukazuje, že A16 bude na jednu stranu opět mít špičkový jednovláknový výkon – v Geekbench 5 ST dostal procesor 1879 bodů. To je o 7–8 % více než cca 1730 až 1760 bodů, které se uvádí pro Apple A15. Je to tedy relativně malý pokrok, ale už předchozí procesory byly velmi rychlé. S odhlédnutím od předchůdce by to bylo samozřejmě velmi dobré skóre.
Je to například víc, než teď dosahují nejrychlejší procesory od AMD (Ryzen 9 5900X, 5950X, nicméně Geekbench běžící na Windows je možná trošku podceňuje). Toto však nevydrží moc dlouho, protože Ryzen 7000 má zase být až o 20 % rychlejší (2275 bodů) než A16 v tomto uniklém výsledku. Nejvýkonnější telefonní SoC s jádry ARM Cortex jako Snapdragon 8 Gen 1 Plus by měly dosahovat okolo 1300–1350 bodů.
https://twitter.com/SkyJuice60/status/1567815111007698950
Vedle toho, že mezigenerační nárůst není nijak výrazný, se rovněž zdá, že je do značné míry (možná i kompletně?) způsobený jen tím, že Apple jádrům nastavil vyšší frekvence. Zatímco A15 mělo maximální frekvenci pro jednovláknové zátěže 3,23 GHz, podle detekce v databázi Geekbench běží A16 už na 3,46 GHz (což je mimochodem asi také zatím nejvyšší takt jader CPU dosažený v mobilu). A i toto je zvýšení o 7 %.
Prakticky celé zlepšení výkonu v jednojádrovém Geekbench 5 (v němž se asi vyšší propustnost pamětí nemusí moc projevit) lze tak vysvětlit navýšením frekvence CPU a nezbývá nic, co by ukazovalo, že má jádro novou architekturu se zlepšeným IPC (tj. výkonem na 1 MHz). Určité zrychlení při stejné frekvenci CPU by mohlo nastat v mnohovláknových zátěžích, kde bude mít šanci projevit se ono velké zvýšení propustnosti u pamětí LPDDR5-6400. Je možné, že údaj Applu o 10% zlepšení platí právě pro mnohovláknové zátěže.
ARM procesor Apple A8 (zdroj: Depositphotos)Zpomalují inovace?
Proč Apple najednou používá ve třech generacích stejné jádro, ačkoliv předtím dělal každoroční inovace? Obvykle se pro to citují dva faktory – dle některých názorů může jít o dopad toho, že firma ztratila hodně „mozků“, když zaměstnanci vyvíjející jeho CPU odešli založit startup Nuvia (ARM procesory pro servery, koupen Qualcommem) a poté další pro změnu Rivos (RISC-V). Další nabízený důvod je to, že Apple by pro novou architekturu potřeboval nový proces, jenž ale není připraven, protože se TSMC opozdila 3nm výroba.
Vylepšování architektury nicméně nový proces striktně vzato nevyžaduje (například Zen 2 a Zen 3 od AMD jsou na stejném 7nm procesu TSMC, na původní ne-EUV verzi N7). Je možné, že spíš než nemožnost použít starší proces pro nové jádro se stalo to, že tým Applu design svázal s konkrétní technologií a nebyl připraven na to, že se může opozdit, takže nezměnil cílovou technologii včas. Reálným důvodem může být i kombinace více faktorů ještě třeba s problémy způsobenými pandemií koronaviru.
Nižší spotřeba?
Je možné, že i při absenci vyššího IPC má nový návrh čipu A16 jiné výhody. Podle Applu například má nový procesor mít až o 20 % nižší spotřebu, ale to je oficiální marketing Applu, který rád přehání, nebo alespoň různě vytrhává věci z kontextu. Je proto otázka, zda bude tohoto zlepšení efektivity dosahováno i typicky, a ne jen v nějakém vybraném případě. Nicméně něco by v tomto směru měl zajistit novější výrobní proces TSMC. U A15 se uvádí výroba vylepšeným 5nm procesem, zatímco technologie N4 u čipu A16 by měla již být o trošku lepší a může skutečně o nějaká procenta efektivitu zlepšit.
Ale to by asi neplatilo pro maximální frekvenci 3,46 GHz – zvýšení frekvence a zlepšení efektivity bývají do jisté míry protichůdné efekty, z nichž si výrobce čipu musí vybrat jeden.
Zdroje: Apple, Tom's Hardware, SkyJuice (1, 2), AnandTech
