Tremont的雙前端

當然,Apple財大氣粗,瞄準的都是高端用戶,事倍功半就事倍功半——反正消費者會買單的。早在2013年的A7上就已經使用6解碼,9發射的規模——ARM公版是最新的X1也不過5解碼,A76還是8發射。只是堆規模畢竟不合算,比競爭對手大點就足夠了,所以從A11開始規模堆到了7解碼,13發射一直到A13(如無意外A14應該也是如此),三代都沒有再擴大規模了,這幾代A系列的性能提升,其實來自於製程紅利帶來的頻率提升佔了相當部分比例。

GPU好一點,畢竟GPU這個概念的提出不過20年多一點,而且從早期的固定管線到今天的通用計算,整體架構變化還是非常大的。而第一代通用計算的G80到今天還不到14年,遠不如CPU成熟。不過和CPU相比,GPU要簡單些——堆規模,保證效率就是了。歷代GPU競爭中,落後的大部分是規模沒有對手堆得多,小部分是規模有了但是效率太低。

然而堆規模這個辦法在功耗相對寬鬆的桌面平台還算好用,在移動平台就很容易抓瞎——本來堆規模就很講究能效比,畢竟就算在桌面也是有功耗限制的,所以GPU的頻率很長時間都在1 GHz以下,也就近幾年才算站穩在1 GHz以上。換到移動平台,增加規模降低頻率的方法就不那麼好使了,畢竟頻率-功耗曲線有個拐點,低於拐點的頻率再低也省不了多少電,所以限定功耗的話,規模很難往上堆。

不過,既然A14是118億晶體管,比A13的85億還是增加了38.8%。除了必要的優化開銷以外,應該還是有不少空閑的晶體管資源。從已經工開的信息來看,NPU從8 Core提升到16 Core,增加了一倍,估計大部分晶體管開銷就在這裡了。

押注NPU是否值得?我想Apple作為從晶元到整機,到操作系統、編譯器、開發工具這類基礎系統,到各種官方應用、網路服務一手包辦的封閉生態提供商,應用方面的方向把控是非常清晰的,而且Apple的軟體、系統一向給人的印象都是簡單易用——這後面除了犧牲掉一些小眾需求外,依賴於大量的代碼實現,而強大的硬體推理能力配合豐富的數據,對於減少編碼工作,提升易用性以及效率非常有幫助。

至於豐富的數據,從Apple提供的各種周邊硬體如集成多種感測器的Apple Watch、合作設備如各種汽車,網路服務如最新的Apple One等等,可以說其它企業能收集、提供的數據,基本上是不可能比Apple更完整更全面了。


結論寫在前面:只論性能提升是明確的一管超級小牙膏

已知:

  1. A13比A12的CPU提升20%
  2. A13比A12的GPU提升20%
  3. A13和A12的NPU都是8核

得出:

  1. A14比A13的CPU提升15-20%
  2. A14比A13的GPU提升10%上下
  3. A14比A13的NPU規模翻倍(8→16)
  • 結合N5相較N7P的提升,理論上高於N7P相較N7的提升…
  • 再結合果子一貫在iPad的性能限制和頻率沒iPhone這麼保守

可以看到,本代吃著製程紅利,竟然出現了進步小於上代的情況。

考慮隔壁Android同代競爭的新架構超大核心X1,性能提升可是超30%…

A14晶體管可是比A13堆多了接近40%,這是晶體管都堆到NPU這些地方上了么?

今年大概率是被隔壁拉近差距的一年了,大概果子作為領頭羊也避免不了瓶頸?

  • 不過似乎A14的牙膏,也攔不住iPhone是市面上最好的系統體驗手機之一:

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  • 加更補充iPad Air首個跑分成績:

  1. CPU:跑GB5提升18.7%。
  2. 頻率:2.99GHz,並不是評論區某些人說的3.1GHz(提醒過你們的
  3. 緩存:L1增加1/3,L2保持4M。
  4. IPC:提升了約5-6%

預示果子也進入架構牙膏期:IPC提升僅個位數,且大半的提升來源於增加的L1…


A14牙膏導致了Pro依舊有價值:

畢竟Pro還額外有四揚聲器+超廣角鏡頭+Face ID+更高亮度的ProMotion的120Hz屏+5麥克風+杜比全景聲+杜比視界+HDR10視頻播放+閃光燈。當然更貴一點也是值得的

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不過好消息是:

今年大概率沒再瘋狂為跑分睿頻(不等同於頻率沒提升)[1],持續性能值得期待。

確實還有極小概率是IPC暴漲,實際頻率和功耗更低呢(為毛有評論區無視小概率)

最差的情況是:架構沒啥變化,高頻導致製程紅利給抵消,功耗依舊像A13那般

當然,按照iPhone的小電池和添加耗電的5G[2],這一切也都在意料之中~

還有一個比較小的疑問:

A14支持LPDDR5了么?iPad Air用的是LPDDR4x還是LPDDR 5?

如果是支持,且iPad Air用的是前者。那說不準iPhone用LPDDR5還能有點點提升

否則的話,感覺A14這性能提升相對A13提升,還真是太少了(特別是GPU)。

如果不為了5G和拍照這兩個鐵定的進步,感覺iPhone 11降價還是能打[3]

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評論區有幾個錯誤得比較過分的觀點:

性能提升不大一個很大的原因是,台積電第一代5nm是只提密度不提性能,所以如果晶元本身沒有什麼升級的話只靠n7p到n5那升級幅度自然是很小的。不過值得期待的是,a14藉助5nm把a13的7w功耗降到了5w。

  • 究竟從哪裡看到的只提密度不提性能?A13單核整數是4.6W,浮點5W。不要造數據*1

吃著製程紅利提升不如上代的不只是A14,A12吃了7nm紅利對比A11隻提升了15%CPU性能和25%GPU性能,可以看作是蘋果的tik_tok升級節奏

  • A12比A11整數強超20+%,浮點強超25%,GPU性能提升50%。不要造數據*2

x1是ppt先行,預計最早也是22年才出來,那時a15都發布了

  • X1和A78同代架構,上面也明確說了A14同代架構,擱這都直接變下一代了?

還有個擱評論區寫計算題

  • 講真別就懂拿著PPT算,給出範圍當然已經考慮子項和浮動的範圍(逃

參考

  1. ^部分人還是有這個誤區:實際上不為跑分睿頻和頻率具體提升多少0關聯,只和功耗和機器能承受住的功耗有關。舉個例子:iPhone 的整機能承載散熱大概5W,A13跑specint06的功耗是4.6W,比A12的3.6W高整整1W。這時候我們叫他「為跑分睿頻」是因為單核+空載功耗就已經撞到設備的功耗上限了。如果他能做到比現在更高頻率,但功耗保持A12水平,依舊不叫為「跑分睿頻」。因此A14是否存在為跑分屮高頻,關鍵不是看提升多少頻率,而是功耗表現,至於為什麼推測功耗表現會更好,下面2有提到。
  2. ^這是推斷今年功耗沒炸的重要前提:要不然保持A13的功耗水平,配合5G+電池縮小,今年iPhone續航會全面崩。當然如果Apple這麼頭鐵,續航+持續性能體驗的大幅下降甚至丟失潛在用戶,換來這波打臉。那洒家這輩子也是挺值的~~
  3. ^萬惡的果子:會不會為了不影響銷量直接下架iPhone 11系列呢?


就這個刷新率上不去120,我手上的iPad Pro就還是香的

iPad畫畫原速視頻林枝丫的視頻 · 3.1 萬播放

CPU迭代其實對於我們這等小白是很難感知的,特別是這種百分之十幾的升級,因為本來那A12,A13也是很快的,而刷新率120Hz跟60Hz是可以明顯感受出區別的,如果是用Apple Pencil畫畫寫字的話,用過120Hz的人是很難回到60Hz,畢竟閾值上去了。若是Appel pencil輕度用戶到不用在意太多。

如果需要用來畫畫的可以看下這個文章

林枝丫:2020學板繪,哪款iPad合適畫畫,一定要用Pro嗎?

zhuanlan.zhihu.com圖標

相比於256G的iPad Air,不如iPad Pro 11寸128G,這也是蘋果精明的地方,

因為iPad Air沒有128G

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雖然說 iPad Air A14 在性能上的增幅小於預期. 但是考慮到當初 A7 和 A8 在性能和表現上的差異, 我覺得 A14 改進的目標有幾個方面:

連接性

A14 帶來了 USB 3.2 gen1 5Gbps 的控制器, 相較於 USB 2.0 快了十倍, 並且提供了基於 DP1.4 的 USB-C Alt 模式, 這就讓 iPad Air 能在不配置 Lightning 轉接頭的情況下方便的接入無反相機傳輸體積極大的 RAW 文件. 當然 A14 的升級版 A14X/A14T 可能就會配置 USB4, 能夠向下兼容雷電設備.

像 Apple 自家的 A2119 轉接頭就能夠通過 HDMI 2.0b 傳輸 4K 12bit 杜比HDR 的 DRM 內容, 相當於 iPad Air 可以當 HDR 機頂盒接到電視或者顯示器上(現在騰訊視頻也有 HDR 內容了), 同時還可以接 USB 3.0 設備:

USB-C轉 HDMI 影音多埠轉接頭4K60+USB3.0京東¥ 499.00去購買?

或者是 Anker 新出的八合一轉接頭, 具備兩個 HDMI 介面, 且接單個顯示器的時候為 HDMI 2.0b 的規格. 剩下還有兩個 USB-A, 帶數據的 USB-C PD 輸入口, 千兆網口和讀卡器, 同樣支持在 4K60 的情況下保持 USB 3.0 速度

Anker 八合一 雙 HDMI 4K60 轉接頭京東¥ 289.00去購買?

A2119/Anker 八合一/某品牌七合一

正因為能支持 HDMI 2.0b, 外加 iPadOS 14 大幅度加強了對 PS4 和 Xbox 手柄的支持, 所以可以把遊戲投到大屏幕上玩:

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能效

A13 因為峰值發熱量提升到了 7.5W, iPhone 11 系列不得已增厚, 這也間接讓 iPhone 11 Pro Max 成為了史上電池最耐用的 iPhone. 但是在 iPhone SE 上, A13 的性能就被機身散熱能力所限制. 今年 Apple 要推出體積甚至可能小於 SE 的 5.4 寸 iPhone 12, 這就意味著處理器的能效必須要改善.

Apple iPhone SE 128GB京東¥ 3799.00去購買?

性能

目前 iPad Air 的內存容量應該提升到了 4GB. 但是目前推測顯存顆粒仍然採用的是 LPDDR4X, 這就導致 GPU 性能遠小於預期(相比 A13 僅提升 10% 不到), 如果 iPhone 12 採用的是 4GB LPDDR4X, iPhone 12 Pro 採用的是 6GB LPDDR5, 那麼後者可能會有 20% 的性能提升.

此外 CPU 部分性能的提升幾乎可以認為是在保持頻率, 藉助新工藝降低功耗後的結果. 我認為可能 A14X, 或者所謂桌面級的 A12T, 可能會配置 8 個全新設計的大核+4個節能核心. 這也可以解釋為什麼 A14 上我們看到的提升沒有那麼大.

當然發布會重點強調的是 NE 神經網路引擎和 ISP 等媒體單元的提升. 目前神經網路處理器可以加速 faceID, 帶來更好的 AR 視覺空間感知能力, 以及更高效的運行本地垃圾簡訊識別, 還有本地語音識別. 另外在 iPad 上還能改善 Pencil/Crayon 的輸入體驗:

Logitech Crayon 手寫觸控筆京東¥ 499.00去購買?

此外 A14 可能是首個支持 AV1 視頻編解碼能力的蘋果 SoC, 現在 YouTube 和 Netflix 正在將視頻編碼從 VP9 過渡到同樣有著免專利授權的 AV1 編碼器. 並且在 Intel Tiger Lake-U, Nvidia Ampere 30 系列 GPU 和天璣 1000 處理器也加入了 AV1 支持. 雖說 iOS 14 下 Apple 提供了一套以 CPU 為主的軟解介面, 從而支持了 VP9 解碼. 但是軟解畢竟不是長遠之計. Apple 目前有著在 TV 平台的雄心, 相信後續也會從 HEVC 過渡到 AV1 編碼.

A14 更強的 ISP 算力也可以提升 Deep Fusion 的解析度增強能力, 提升 Smart HDR 和夜間模式畫質, 還有改善 HDR 視頻效果.


04/10 更新:

境外測評數據更新了 Geekbench 跑分,和我先前計算的差不多:1,583/4,198,稍多於 40% 的宣傳,打倒失信美國奸商的逆向虛假宣傳!

據供應商渠道消息,A14 Bionic 較 A12Z 提升的有更換新一代的 L1 Cache,雖說字面參數上都是 128 KB 的指令,但讀取性能有了激進的升級,這比較能解釋 IPC 有近乎 6% 的提升,按目前台積電錶示架構保持不變的推測來看。

A 系列處理器的架構直至 2023 年 N2/3 風險量產前都不會有激進的改變,筆者認為未來幾年包括 MacBook 都靠提升晶體管和高速緩存來壓榨性能。


A14 Bionic 依舊是地表最強的移動處理器,但有所遺憾,也有所期待

按官網所言,A14 的 performance 較 A12 Bionic 提升 40%,粗略參考 Geekbench 最好的單核成績 1,112 推算單核性能為[1]

[公式]

而線性推算多核成績為:

[公式]

非但輸給了上兩屆的同門師兄 A12X Bionic,和半年前網上謠傳的 1,658/4,612 還有很大差距,但單核性能依舊領先對手 2 年以上:

10 月 3 日根據實測後更新的 Geekbench 成績 ?? 所有

官網不忌諱《廣告法》,提及了「iPad 迄今最快的晶元 / powered by our most advanced chip ever」,中英文 wording 差異很大,我猜還是從單核和製程口徑出發

A12Z 的晶體管數目為大致 100 億,因為核心分布差異,直接和 A14 比顯然不公平,就像拿賓士大卡車和裝有飛機發動機的勞斯萊斯比貨運能力。

首代 7nm 工藝的 A12 為 69 億,A13 為 85 億,而 A14 不帶英文後綴數量為 118 億,5nm 較於 7nm 的工藝提升顯著,密度的進步看來還是實打實的,雖說台積電和三星都有虛假宣傳製程的前科。

晶體管數量排行,A 系列無疑是最佳的 SoC ? 所有

性能未達預期,有點失落。但其實就目前所有的平板 Apps 而言,A12 的性能都過剩了,任何敢把平板電腦定價高於 2,499 人民幣(甚至美國教育價 299 鎂)的友商,皆為耍流氓。

A14 性能沒有吃透 5nm 製程的紅利,唯一解釋的通的就是晶體管堆到了 16 核的神經網路引擎(Neural Engine)了,較 A12Z 的 8 核翻了一倍,官網宣稱的「機器學習提速了 70%運算速度提升 10 倍」完全值得以大吹特吹。

所以我選擇原諒了 Apple 在高性能單核上擠牙膏,但別忘了晶元全稱始終帶 Bionic,就神經網路引擎和機器學習性能而言,絕對可以稱得上是「全新的境界」了。

筆者注,英文原文:

And machine learning accelerators deliver a 10x jump in computations, elevating machine learning applications to an entirely new level of performance.

光搞太空軍備競賽,言之無物,文縐縐地吹跑分並非水果的風格。

按推出新一代硬體的慣例,Apple 必然邀請關係親密的合作夥伴做應用的 demo,以往有帶中式英文口音的大陸開發者,也有帶翻譯的日本人做現場演示,這次 3 個 demo 濃縮成了一分鐘。

上台的第一位佳麗是從影音娛樂代表隊海選而來的,實時音源分離應用 djay Pro AI,她的拿手才藝為利用前置攝像頭採樣手勢並作出實時處理的「憑空打碟」:

神經網路引擎處理手勢 ? Apple

iPad Air 2020 的前置攝像頭僅為普通的 2D 光學,並無 TrueDepth 組件,唯一能聯想到的是 Apple 於 2011 年提交的機器學習帶有深度圖像的手勢識別專利[2]

10 年前提交的利用機器學習識別手勢的專利 ? Apple

意味著系統層面開放給開發者 API 識別精度極高的手勢,更期待開發者能據此開發的實時手語翻譯或健康應用。

二號佳麗選送自遊戲代表隊,是 Pixonic 出品的《機加戰隊(War Robots)》,她藉助 A14 Bionic 一騎絕塵的矩陣運算和圖形處理實力,嘗試將主機級別的 60 FPS 的畫質帶到移動端來,實時陰影、反射和光效渲染,還有充分利用多核心來實現六比六對戰,對於移動設備而言尚屬首次。

筆者註:「主機級別的畫質」不是我說的,原話如此,又沒規定是本世代畫質嘛,附英文原文:

The A14 Bionic chip allows us to deliver console-level graphics on a device you can hold in your hands. Its quite amazing to have a real-time, six-versus-six multiplayer game running on iPad at 60 frames per second.

Pixonic 出品的《機加戰隊》應用 A14 Bionic 後 ? Apple

向我們走來的三號佳麗為 Pixelmator Photo,來自生產力工具代表隊。

她暢快淋漓地壓榨了 A14 差不多 10 倍提升的機器學習算力,在高解析度圖片中實時查找邊緣、顏色、漸變和紋理(edges, colors, gradients and textures),然後腦補細節像素合成新的圖像。

這種桌面級別的圖片處理應用在移動端設備上,是這個 10 年令人嘆為觀止的開始,Adobe 的 Photoshop iPad 版即便跳票也沒什麼遺憾了。

更令人期待的是這些沉澱在 iOS 生態數以百萬計的 arm 應用,不久的將來完全會駕馭更強的桌面 arm 處理器 Apple Silicon。

Pixelmator Photo 細節合成處理 ? Apple

和某擁有 180 萬開發者的友商,發布會上連技師的車頭燈都沒看到不一樣,Apple 說到做到,言之有物。

短短一分鐘的 3 款落地實踐,應該是 60 分鐘發布會中最有血有肉且耳目一新的部分,似乎 Apple 用望遠鏡都找不到追趕者了。

多說一句,Apple 的保密工作其實是有提升的,無奈全球供應鏈龐大,硬體難以不泄露,比如富士康的小舅子一手癢,iPhone 12 機模就搶先登陸華強北了。

但使用下一代硬體和全球同樣龐大的 iOS 開發商的緊密合作,從來滴水不漏,不到發布會都不知道哪位佳麗被 Apple 翻牌。

這就是 iOS/iPadOS 的生態強大所在,你甚至可以說 4,799 的價格買到 A14 Bionic + iPadOS 就已經回本了,更何況還有一支筆。

A14 Bionic 的介紹環節,交給了位於 Campus 水池之下、Apple 保密級別最高、雪藏多年的晶元團隊專屬研發中心的平台架構師 Tim Millet(以後有機會我再吹這個也叫 Tim 的男人

Apple Campus 中心水池的地下室,負責研發蘋果的最強芯 ? Apple

我個人認為這是 iPad 8th 短片中除了劇透 9/29(9 月最後一個禮拜二)有 Event 之外的最重要彩蛋,Apple Silicon,就是擺在 Tim 桌面上正在研發的 macOS 晶元組。

我覺得這是 Apple 有意而為之,暗示在不久後的秋季會發布搭載 A14X 的 MacBook,和明年發布搭載面積更大功率更高的 A14T 的怪獸級 Mac Pro。

Tim Millet 關於 A14 的演講 ? Apple

據彭博社造謠[3],首批 Apple Silicon 很可能搭載 A14 Bionic 四倍的 8 個高性能內核(Firestorm)和至少 4 個能效內核(Icestorm),幾乎可以說是獨孤求敗的存在:

A12Z / A14 和即將登場的 A14X 的核心比較 ? 所有

預測年底的第一代上市的 Apple Silicon,假定單核心功率稍微放開至 1,600,4 倍多核 16,800 的成績已經接近不少 Xeon W 字頭對手了,到時 MacBook 的高性能與移動續航都可兼得,筆者會毫不猶豫換掉服役超過 5 年的 MBP:

根據 8 核推測 A14X 的 Apple Silicon 性能 ?? 所有

要是功率再放開,散熱再野一點,arm 版 macOS 的性能又向前邁出一大步。

嗯,總之一塊晶元,發熱功率和晶體管數目和 i9 差不多,你就認為性能接近就好了,何況同等功率下水果的實力可以把性能做的更強。

Apple Silicon 和筆電 / 桌面 CPU 的能耗對比,目標是做比筆記本功耗更低,性能比桌面更強的處理器 ? 所有

Apple 十年磨一劍,iPad 誕生 10 周年成為最成功的床上用品

作為新十年第一場硬體發布會,Apple 選擇回歸 iPad 發布當年最強的 SoC,即是透過 Bionic 對 10 年代押注神經網路引擎和機器學習的總結,更是 20 年代晶元精彩故事的開始。

參考

  1. ^Android Benchmarks https://browser.geekbench.com/android-benchmarks
  2. ^US 9,002,099 B2 https://patentimages.storage.googleapis.com/21/27/e2/3e547360a3234d/US9002099.pdf
  3. ^Apple Aims to Sell Macs With Its Own Chips Starting in 2021 https://www.bloomberg.com/news/articles/2020-04-23/apple-aims-to-sell-macs-with-its-own-chips-starting-in-2021


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