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发布时间:2018-10-14 11:23:54来源:合肥苹果售后服务中心



  上个月,苹果正式推出新一代 iPhone,包括 iPhone XS、iPhone XS Max 及 iPhone XR。按照苹果的宣传,iPhone XS 系列是自家迄今为止最先进的新一代 iPhone,实现了智能手机面向未来的一次巨大跨越。不过,三款新品都搭载了强大的 A12 仿生芯片。对于这枚芯片苹果声称,A12 仿生是 iPhone 迄今最智能、最强大的芯片,采用开创性的 7 纳米芯片,具有更节能的设计,提供出众的性能表现。

  具体到 A12 仿生芯片内部和性能,苹果没有非常详细的讲解,只是简单的表示 A12 仿生采用六核心融合架构,与 A11 仿生相比,两个性能核心的速度提升最高可达 15%,四个能效核心的节能最高可达 50%,同时苹果自主设计的新四核心图形处理器,其图形性能提升最高可达 50%。

  那么,究竟苹果口中所说的 A12 仿生芯片与上一代相比达到宣传的性能提升吗?CPU 和 GPU 实际性能如何呢?只是 iPhone 迄今为止最强大而已吗?与安卓阵营的 SoC 芯片相比又如何呢?近日,权威评测站 AnandTech 对 A12 进行了相当详细的评测,并认为 A12 是当前移动领域最强的芯片,我们来看看这份评测报告中讲述了些什么。

  第一枚商用的 7 纳米芯片结构分析

  AnandTech 表示,在过去的几年里,苹果的芯片设计团队始终引领行业架构设计和制造工艺。Apple A12 是苹果又一次飞跃,因为它是全球第一枚商用的 7nm 芯片。

  当谈及工艺制程,一般来说,数字越小,晶体管就越小。尽管近些年更先进的工艺节点已不等于实际更小的物理尺寸,或者说两者无必要关联的意义,但依然可以代表密度的提升。因此,在更先进工艺的芯片内,总是能装入更多的晶体管。

  此前,另一专注芯片结构解析的网站 TechInsights 公布了关于苹果 A12 的内部图片,因此 AnandTech 据此发布了一篇简要分析。

  AnandTech 称,12 仍遵循此前苹果 SoC 芯片的布局结构,在右边可以看到 GPU 集群,内有四个 GPU 核心和共享逻辑。而在下边则是 CPU 的复杂结构,2 个大 CPU 核心靠中间偏左,在其靠右一旁是更大的 L2 缓存,然后紧挨着 4 个小 CPU 核心以及为其配置的 L2 缓存。

  芯片中间是 4 大块 SRAM,作为系统缓存的一部分,位于内存控制器及内部系统互连和块储存器子系统之间,主要当做 SoC 范围缓存层的作用。苹果利用这块充分实现节能功能,因为 DRAM 内存交换在能耗使用方面一点不小,直接在芯片内缓存内容可以减少大量的能耗,还能增强性能。

  苹果 A12 芯片的系统缓存发生了自 A7 推出以来最大的变化,布局上的巨大变化也相当于这块功能上的巨大变化,现在可以清楚地看到这一部被分离成明显的四块。在之前苹果的 SoC 芯片如 A11 或 A10 上,系统缓存看起来更像一个逻辑块,似乎是两块,如今块数增加可能意味着这部分的性能发生了非常大的变化。

  最后,A12 芯片最重要的变化之一是 NPU 神经网络引擎的一次重大改造。针对这部分,苹果官方声称已经从 A11 的双核设计转变为全新的八核设计。去年据一些传闻了解,苹果的 NPU 设计似乎来自 CEVA IP,不过这点从未得到完全的确认,因为苹果也不希望这其中的细节被人所知,而且官方的营销材料多次提到“Apple-designed”,强调这是苹果内部自主 IP。

黑屏

  A12 采用了 8 核设计,其实际的理论性能提升接近 8 倍,从 A11 的 600GigaOPs 增加到 A12 的 5TeraOPs。通过对比 A11 到 A12 大小的变化,可看到台积电新 7nm 制程节点带来的好处。需要注意的是,芯片内几乎所有的 IP 块都发生了变化,所以用很难做有效的对比,尤其是确定新支撑对密度提高是多少。

  尽管如此,如果将单个 GPU 核心作为对比的参考,不难发现,A12 与 A11 相比,其尺寸减少了 37%。很明显,新的工艺制程的确帮助苹果在 A12 内塞进了更多的 GPU 核心,而且 GPU 内核在 A12 中真的非常小。

  CPU 部分更大了

  在 CPU 综合体部分,参见来自 TechInsights 和 ChipRebel Apple A11 的图(下图,前者是 A12,后者是 A1)。A12 新的 CPU 核心变得更大了,而且这应该是苹果几代 A 系列芯片以来 CPU 布局上变化最大的一次。同时,新“Vortex CPU”核心中 L1 缓存翻了一倍,从 64KB 增加到 128KB。同时,SRAM 这块也是之前的双倍大小,其主要归因于 L1 指令缓存,因为现在已经加到到了 128KB。

  在大内核方面,全新 A12 的 L1 从 64KB 跃升到了 128KB,这里的增长是毫无疑问的。然而,转到 L2 缓存,AnandTech 认为这就有点奇怪了,特别是关于延迟方面。很明显,在 3MB 范围内,延迟会增加,现在直接到了 6MB 左右。需要注意的是,只有在完全随机模式下访问时,才会出现较慢的每秒 3MB 的行为。

  AnandTech 不打算深入讨论这个问题,而是深入系统缓存服务的 6MB 以上区域。他们表示,一开始很难弄清楚这一点,因为整体延迟较低会造成偏移,但总的来说,延迟曲线在达到大多数 DRAM 延迟之前会进一步扩展到 4MB 左右。这与之前在芯片内部实际看到的情况是一致的,即新系统缓存块不仅加了一倍,而且容量也从 4MB 到 8MB 完全增加了一倍。

  继续看小内核,之前 A11 小内核的 L2 被限制在 512KB 以内,而 A12 则高达 1.5MB,然而 AnandTech 认为他们被高速缓存的电源管理策略迷惑了,因为看看 A11 Mistral 核心延迟,可以看到他们在 768KB 和 1MB 之间明显跳跃,但在 2MB 的 A12 内核中也可以看到了类似的跳跃。

  AnandTech 表示,大核心的 L2 缓存在 A11 和 A12 之间没有看到任何结构上的变化,两者都有 128 个 SRAM 宏实例,被分成两个块。如果 L2 确实只有 6MB,那么这意味着每个 SRAM 块为 48KB。在小内核中使用了相同的 SRAM 宏,A12 小内核 L2 已从 16 个增加到 32 个,看似增加一倍。然而,L2 实测延迟深度至少增加了三倍。总之,在 A12 上“Tempest 核心”似乎只有 512KB 可用,而 A12 实际物理系统缓存可能达到了 8MB。

  引入无损内存压缩技术的 GPU 更强了

  在 GPU 综合体部分,AnandTech 称对 A12 有很高的期望,不仅在性能方面,无信号而且还包括在架构方面。去年有一份来自 Imagination 的官方新闻稿称,苹果已经通知他们未来在 15 至 24 个月内不再在新产品中使用其 IP,事实的确如此。这最终导致了 Imagination 股票价格暴跌,随后公司被出售给一家公司,而苹果则拥有了自主 GPU 设计。

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