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电晶体百亿个,AI 运算每秒 20 兆次,这都将是苹果 A13 处理器效能

作者:   发表于:2020-07-25  分类:Q馨生活 
电晶体百亿个,AI 运算每秒 20 兆次,这都将是苹果 A13 处理器效能

即将在台湾时间 2019 年 9 月 11 日凌晨举行的苹果年度发表会上,预期会中将发表新一代 iPhone,因此引发市场人士的关注。不过,收集到之前的相关新闻资料,因为 2019 年版的新款 iPhone 在功能上的升级不大,加上目前市场上当红的 5G 功能最快也要到 2020 年才会搭载的情况下,使得一般对于 2019 年版新款 iPhone 的功能普遍期待度不高。

不过,相对于对新款 iPhone 的功能升级预期不大情况,在这次搭载的最新 A 系列处理器就有许多优势得到大家的广泛讨论。至于,这颗採用台积电内含 EUV 技术加强版 7 奈米製程所打造的处理器,在无庸置的仍会是当前市场上最强行动处理器的情况下,其相关的功能会有什幺样的特点,我们也做了综合整理。电晶体百亿个,AI 运算每秒 20 兆次,这都将是苹果 A13 处理器效能

这颗代号预期为 A13 的行动处理器,目前了解依旧是交由晶圆代工龙头台积电来代工生产,虽然台积电在 7 奈米的製程节点上没有像过去 10 奈米製程节点时,一口气往下一个节点,也就是 5 奈米的製程节点推进,当中仍推出了加强版的 7 奈米製程,而 5 奈米製程则会落在 2020 年开始量产,但是这并不表示加强版 7 奈米製程对苹果的 A13 处理器性能精进没有多大贡献;相反的,在加强版 7 奈米製程中,台积电首次採用了 EUV 极紫外光刻技术,将使得 A13 行动处理器较前一代处理器有更强的运算效能。

根据台积电所公布的资料显示,採用了 EUV 技术的加强版 7 奈米製程,将使处理器在相同的区域逻辑密度上增加约 20%,并且降低电力耗能 10%。另外,市场也有传言,除了採用了 EUV 技术的加强版 7 奈米製程之外,台积电还有优化板的 7 奈米製程。据了解,优化板的 7 奈米製程并不採用 EUV 极紫外光光刻技术,仍沿用过去的 DUV 深紫外光刻技术。不过,製程技术调整与优化的情况下,使得处理器在相同的性能下,将可降低 10% 的电力功耗。不过,虽然台积电在 7 奈米製程上有 3 个版本,但考虑到每次苹果都是採用最新製程的情况下,则内含 EUV 技术的加强版 7 奈米製程就可确定是 A13 行动处理器的生产方式。

藉由製程技术的精进,可以使得行动处理器效能提升的最大原因,就是在于增加了行动处理器内的电晶体数量。苹果上一代的 A12 行动处理器已经将电晶体数量增加到了令人吃惊的 69 亿个,比 A11 的 43 亿个要增加了 60% 的情况。不过,A12 的面积大约是 83 平方公釐,比 A11 的 88 平方公釐还要来得小,成为了苹果 9 年来面积最小的 A 系列行动处理器,甚至面积大小只有当年 A10 处理器的三分之二。电晶体百亿个,AI 运算每秒 20 兆次,这都将是苹果 A13 处理器效能

因此,在市场原本预计持续提升製程与增加效能的情况下,苹果的 A 系列行动处理器应该还是会不断的缩小面积。不过,现在有消息指出,为了要有容纳接近或超过 100 亿个惊人数量电晶体的空间,但是在製程节点并没有往 5 奈米节点提升的情况下,A13 行动处理器的面积可能不会缩小,反而较 A12 行动处理器大上 25% 的面积,达到约 103 平方公釐,接近 A12X 的大小,将成为近期以来面积最大的 A 系列处理器。

如以上所说,虽然 A13 行动处理器的电晶体数量预计将与 A12X 相同。但是,苹果应该不会把增加的电晶体数量花在相同的功能上,继续去追加高功率 CPU 核心的数量。相反的,苹果很有可能会继续採用 2+4 设计,也就是 2 个大核心和 4 个小核心设计,再加上一些相对较小的架构调整来提高 CPU 性能。毕竟,A 系列行动处理器已经是世界上最强的了,要如何保住这一头衔对苹果来说似乎不难。

此外,近年来苹果的单核心 CPU 性能成长一直非常稳定。而如果这种趋势持续下去,预计 A13 行动处理器在未来的跑分结果将会让所有 Android 阵营手机,甚至是轻薄的笔记型电脑处理器效能都黯然失色。至于,A13 的多核性能,则是基于苹果设计上的改变,使得所有的大小核心可以同时工作,而不需要来回切换。因此,过去的 A10 到 A11 行动处理器在多核性能都能瞬间跃升,这也使得在苹果 A13 处理器不增加更多核心的情况下,其跑分结果可能会相对有更好的表现。电晶体百亿个,AI 运算每秒 20 兆次,这都将是苹果 A13 处理器效能

谈完了 CPU 的性能之后,再来聊聊 GPU 的状况。事实上,GPU 的性能对苹果来说相当重要。尤其,苹果现在又推出了带有高阶游戏的 Apple Arcade 服务,这些都分常依赖 GPU 的性能。而在过去的几代苹果 A 系列行动处理器中,GPU 性能成长速度比较平稳,没有什幺太大惊喜。这是受制受到记忆体频宽的限制,使得 GPU 很少在一年之间有很大的进步。

不过,透过一些架构调整和更快的记忆体,在这个特定的测试,苹果 A 系列行动处理器的 GPU 可以再提升 20% 的效能。虽然提升 20% 来说,对 Android 阵营处理器来说没有太大的惊奇。但是,对苹果来说,在设备上进行计算至关重要,GPU 性能是其中一个非常重要的方面,20% 的改进其实已经是有很大程度的进步。电晶体百亿个,AI 运算每秒 20 兆次,这都将是苹果 A13 处理器效能

最后,之前提到,A13 行动处理器的面积预计将比前一代的 A12 大上 25% 左右,同时还採用了升级版的製程技术,可以在更小的区域里塞进更多的约 100 亿个电晶体,比 A12 的电晶体数量增加 40% 以上。这些电晶体除了用在 CPU 与 GPU 的运算上之外,最重要的就是将用来提升设备上的机器学习和图像处理的性能,也就是边缘运算的人工智慧能力。

2018 年,苹果对 A12 处理器的神经引擎的提升远远超过预期。其相较 A11 的神经引擎每秒可以执行 6 千亿次运算,A12 的运算速度则是提高了 8 倍,达到每秒 5 兆次。虽然,当前不确定 A13 是否还会看到如此大的提升,但是透过设计改进和更多的电晶体数量加入,苹果很可能达成 3 到 5 倍的效能的提升,达到每秒 20 兆次的运算能力。尤其,机器学习和人工智慧如今已经成为 iPhone 用户体验的关键部分,从拍摄更好的照片和影片,再到 AR 和 Siri 的应用等,使得市场有理由相信,苹果会在这方面上投注更多努力。