Apple oznámil nové chytré telefony a s tím také nový procesor. CPU jádra Applu se díky velmi agresivnímu vývoji za poslední dekádu staly jedním z lídrů v oblasti procesorů – podle některých názorů třeba i lídrem největším. Nový mobilní SoC A15 s jádry Avalanche a Blizzard ale podle prvních analýz vůbec nepřinesl masivní zrychlení jako dříve. Výkon sice narostl, ale dle prvních uniklých benchmarků se tempo Applu opravdu zadrhlo.
Apple A15 Bionic
Apple k procesoru A15 Bionic tradičně nesdělil mnoho detailů. Jde o hybridní big.LITLE šestijádro, stejně jako byl loni čip A14. Z toho dvě jádra jsou velká a jejich architektura se jmenuje Avalanche („lavina“). Zbylá čtyři jádra jsou malá či řečí Intelu „efektivní“, s architekturou Blizzard. V předchozí generaci měl Apple architektury Firestorm a Icestorm, což by implikovalo, že jde o nová jádra. Nejsou u nich ale zmíněné nové vlastnosti, Apple zejména neřekl nic o tom, že by tato jádra už měla architekturu ARMv9 nebo instrukce SVE a SVE2.
GPU má zřejmě pět jader, což je konfigurace čipu A15 v mobilech iPhone 13 Pro a 13 Pro Max. Telefony iPhone 13 a iPhone 13 mini budou mít grafiku ořezanou na jen čtyři jádra. Akcelerátor neuronových sítí pro AI aplikace mát ale 16 jader jako v čipu A14, jen zřejmě na vyšší frekvenci, protože výkon se zvýšil z udávaných 11 TOPS na 15,8 TOPS.
Apple A15 (Zdroj: Apple/AnandTech)Čip je stále vyráběný 5nm procesem TSMC, nedošlo tedy k přechodu na 4nm, ani na 3nm technologii. Nevíme, jaký je paměťový řadič (zda již LPDDR5, nebo stále LPDDR4X), ale Apple prozradil, že zvětšil systémovou cache na dvojnásobek (32 MB) .A SoC má nové DSP pro zpracování obrazu, nové video enkodéry a video dekodéry, jakož i nový blok pro obrazový výstup, kde přibyla schopnost 120Hz obnovování (využije ji zatím jen telefon iPhone 13 Pro/Pro Max).
Malý nárůst výkonu, zpomaluje Apple?
Apple obvykle při uvedení nových telefonů (nebo tabletů a tak dále) uváděl nárůsty výkonu proti předchozím generacím svých procesorů, byť pochopitelně jakožto všechny marketingové oficiální benchmarky je třeba taková čísla brát s rezervou. Tento týden u nového procesoru A15 Bionic však místo toho uvedl jen srovnání s „konkurenty“, podle nějž je procesor o 50 % rychlejší (zřejmě v jednojádrovém výkonu) a GPU o 30 % rychlejší. Pokud by to ale bylo měřeno proti loňské generaci procesorů v telefonech Android s architekturami Cortex-A78/X1, neznamenalo by to vlastně skoro žádné nebo jen mírné (o jednociferná procenta) zrychlení, jak bylo prakticky vzápětí různými komentátory poukázáno.
Srovnání s vlastním procesorem Apple udělal jen u nového tabletu iPad mini, který také dostane čip A15, ovšem v tomto případě je to srovnání s už poměrně starým čipem A12 (jenž už ale byl na 7nm procesu). Zde Apple uvádí, že má A15 mít o 40 % rychlejší jádra CPU. Problém je v tom, že když loni Apple uváděl nárůst výkonu předchozí generace A14 v tabletech rovněž proti čipu A12, řekl tehdy stejné číslo +40 %. To by implikovalo, že mezi A14 a A15 není žádný nárůst, nicméně tak tato matematika nefunguje, protože mohlo jít o dva různé benchmarky s jinými podmínkami, které nelze srovnávat. Naopak u grafiky je nárůst výkonu větší, čtyřjádrová verze má být o 30 % a pětijádrová o 50 % rychlejší zase „proti konkurenci“
První únik v Geekbench 5: výkon zvýšený taktem?
První unáhlené závěry, že nepřišel žádný nárůst výkonu, nakonec asi vyvrátil první únik výkonu v Geekbench 5, byť zatím je to třeba brát s rezervou, jelikož telefony zatím nevyšly a není možno ověřit, zda je pravý. Podle něj má čip A15 výkon v jednom vlákně 1734 bodů a MT skóre je 4818 bodů.
Uniklý benchmark Apple A15 v Geekbench 5 (Zdroj: Ice universe)To je zlepšení o nějakých 8 až 10 % v jednovláknovém (podle toho, který výsledek v Geekbench berete) a cca o 20 % v mnohovláknovém výkonu. Zda se při tom měnila spotřeba, ale nevíme. Co je ovšem podstatné, je vztah k frekvenci. Toto navýšení výkonu není dosaženo jen pomocí IPC, tedy lepšího výkonu na 1 MHz, ale spíš naopak. Podle logu Geekbench Apple zvýšil frekvenci ze 3 GHz na asi 3,20 GHz (pokud to tedy není 3,25 GHz, těžko říct), tedy o cca 6,5 %.
Uniklý benchmark Apple A15 má vyšší frekvenci (Zdroj: Ice universe)V této generaci tedy asi nebylo příliš zvýšeno IPC procesoru a výkon tlačí nahoru frekvence. Je možné, že takt malých jader Blizzard narostl ještě o větší faktor, čímž bylo dosaženo ono 20% zrychlení v multi-threadu. Také by ale asi mohlo být dáno 32MB systémovou cache nebo rychlejšími pamětmi.
Uniklý benchmark Apple A15 v Geekbench 5: subskóre (Zdroj: Ice universe)Galerie: Apple A15, první benchmark v Geekbench 5
Dopadl na Apple odliv mozků? Nebo COVID?
V komentářích k novým procesorům se objevují různé hypotézy o tom, proč tentokrát Apple neposunul výkon o tak moc. První reakce tipovaly, že by sice jádra mohla mít zase výrazně zvýšený výkon na 1 MHz, jak to fanoušci měli rádi, ale že Apple jim schválně snížil frekvenci, aby se snížila spotřeba a tím prodloužila výdrž na baterie. Podle úniku z Geekbench se však zdá, že takty naopak stouply.
Nabízelo by se tedy spíš vysvětlení, že se Applu opozdil vývoj, nebo že schválně přešel z modelu, kdy každý rok vyvine výrazně rychlejší jádro, na volnější dvouletý cyklus. Jádra mají podle svého pojmenování novou architekturu a nejsou tedy použita úplně stejná (Firestorm/Icestorm z M1 a A14), ale asi by mohlo jít o jejich refresh s jen mírnými úpravami a zlepšeními, zatímco větší upgrade přijde příště.
Jako důvod takového kroku by mohlo být narušení vývoje a příprav pandemií COVIDu a přesunu práce do režimu Home Office. Ale rýsuje se zde také možnost, že má Apple hlubší problémy, které by mohly vývoj jeho procesorů přibrzdit dlouhodobě. To tehdy, pokud jde o dopad značného odlivu mozků, který oceňovaný procesorový tým Applu postihl. V roce 2019 odešlo množství jeho inženýrů do startupu Nuvia – včetně vedoucího a šéfarchitekta Gerrarda Williamse III.
Vedení Nuvie, tři architekti CPU z Apple (Zdroj: Reuters)Nedávno jsme tu pak měli zprávu, že další vlna procesorového kádru, včetně veteránů s dost zajímavou historií, se zase osamostatnila do startupu Rivos, jenž vyvíjí výkonné procesory pro změnu s architekturou RISC-V. Je možné, že zatímco dřív Apple nalákal řadu lidí z tradičních lídrů Intelu, ale asi i AMD, teď to zase probíhá obráceně. Toto nemusí být zdaleka fatální, protože obměna zaměstnanců je běžná věc a Apple nejspíš průběžně tyto ztráty nějak nahrazuje.
Pokud se však ztratil výrazně nadprůměrné talenty ve velkém množství, nemusí být schopen inovovat architekturu procesorů s takovou rychlostí a s tak dobrými výsledky jako v minulosti (na druhou stranu, pořád má na své straně faktor peněz, kdy má nejspíš nejlepší finanční možnosti proti konkurenci, včetně Intelu). Ale teprve uvidíme, zda k takovému zpomalení inovací opravdu dojde, nebo byl letošní malý nárůst výkonu u architektur Avalanche a Blizzard výjimka.
Zdroje: AnandTech, Ice universe, SemiAnalysis
