Tremont的双前端

当然,Apple财大气粗,瞄准的都是高端用户,事倍功半就事倍功半——反正消费者会买单的。早在2013年的A7上就已经使用6解码,9发射的规模——ARM公版是最新的X1也不过5解码,A76还是8发射。只是堆规模毕竟不合算,比竞争对手大点就足够了,所以从A11开始规模堆到了7解码,13发射一直到A13(如无意外A14应该也是如此),三代都没有再扩大规模了,这几代A系列的性能提升,其实来自于制程红利带来的频率提升占了相当部分比例。

GPU好一点,毕竟GPU这个概念的提出不过20年多一点,而且从早期的固定管线到今天的通用计算,整体架构变化还是非常大的。而第一代通用计算的G80到今天还不到14年,远不如CPU成熟。不过和CPU相比,GPU要简单些——堆规模,保证效率就是了。历代GPU竞争中,落后的大部分是规模没有对手堆得多,小部分是规模有了但是效率太低。

然而堆规模这个办法在功耗相对宽松的桌面平台还算好用,在移动平台就很容易抓瞎——本来堆规模就很讲究能效比,毕竟就算在桌面也是有功耗限制的,所以GPU的频率很长时间都在1 GHz以下,也就近几年才算站稳在1 GHz以上。换到移动平台,增加规模降低频率的方法就不那么好使了,毕竟频率-功耗曲线有个拐点,低于拐点的频率再低也省不了多少电,所以限定功耗的话,规模很难往上堆。

不过,既然A14是118亿晶体管,比A13的85亿还是增加了38.8%。除了必要的优化开销以外,应该还是有不少空闲的晶体管资源。从已经工开的信息来看,NPU从8 Core提升到16 Core,增加了一倍,估计大部分晶体管开销就在这里了。

押注NPU是否值得?我想Apple作为从晶元到整机,到操作系统、编译器、开发工具这类基础系统,到各种官方应用、网路服务一手包办的封闭生态提供商,应用方面的方向把控是非常清晰的,而且Apple的软体、系统一向给人的印象都是简单易用——这后面除了牺牲掉一些小众需求外,依赖于大量的代码实现,而强大的硬体推理能力配合丰富的数据,对于减少编码工作,提升易用性以及效率非常有帮助。

至于丰富的数据,从Apple提供的各种周边硬体如集成多种感测器的Apple Watch、合作设备如各种汽车,网路服务如最新的Apple One等等,可以说其它企业能收集、提供的数据,基本上是不可能比Apple更完整更全面了。


结论写在前面:只论性能提升是明确的一管超级小牙膏

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规模翻倍(8→16)
  • 结合N5相较N7P的提升,理论上高于N7P相较N7的提升…
  • 再结合果子一贯在iPad的性能限制和频率没iPhone这么保守

可以看到,本代吃著制程红利,竟然出现了进步小于上代的情况。

考虑隔壁Android同代竞争的新架构超大核心X1,性能提升可是超30%…

A14晶体管可是比A13堆多了接近40%,这是晶体管都堆到NPU这些地方上了么?

今年大概率是被隔壁拉近差距的一年了,大概果子作为领头羊也避免不了瓶颈?

  • 不过似乎A14的牙膏,也拦不住iPhone是市面上最好的系统体验手机之一:

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  • 加更补充iPad Air首个跑分成绩:

  1. CPU:跑GB5提升18.7%。
  2. 频率:2.99GHz,并不是评论区某些人说的3.1GHz(提醒过你们的
  3. 缓存:L1增加1/3,L2保持4M。
  4. IPC:提升了约5-6%

预示果子也进入架构牙膏期:IPC提升仅个位数,且大半的提升来源于增加的L1…


A14牙膏导致了Pro依旧有价值:

毕竟Pro还额外有四扬声器+超广角镜头+Face ID+更高亮度的ProMotion的120Hz屏+5麦克风+杜比全景声+杜比视界+HDR10视频播放+闪光灯。当然更贵一点也是值得的

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不过好消息是:

今年大概率没再疯狂为跑分睿频(不等同于频率没提升)[1],持续性能值得期待。

确实还有极小概率是IPC暴涨,实际频率和功耗更低呢(为毛有评论区无视小概率)

最差的情况是:架构没啥变化,高频导致制程红利给抵消,功耗依旧像A13那般

当然,按照iPhone的小电池和添加耗电的5G[2],这一切也都在意料之中~

还有一个比较小的疑问:

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

如果是支持,且iPad Air用的是前者。那说不准iPhone用LPDDR5还能有点点提升

否则的话,感觉A14这性能提升相对A13提升,还真是太少了(特别是GPU)。

如果不为了5G和拍照这两个铁定的进步,感觉iPhone 11降价还是能打[3]

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评论区有几个错误得比较过分的观点:

性能提升不大一个很大的原因是,台积电第一代5nm是只提密度不提性能,所以如果晶元本身没有什么升级的话只靠n7p到n5那升级幅度自然是很小的。不过值得期待的是,a14借助5nm把a13的7w功耗降到了5w。

  • 究竟从哪里看到的只提密度不提性能?A13单核整数是4.6W,浮点5W。不要造数据*1

吃著制程红利提升不如上代的不只是A14,A12吃了7nm红利对比A11只提升了15%CPU性能和25%GPU性能,可以看作是苹果的tik_tok升级节奏

  • A12比A11整数强超20+%,浮点强超25%,GPU性能提升50%。不要造数据*2

x1是ppt先行,预计最早也是22年才出来,那时a15都发布了

  • X1和A78同代架构,上面也明确说了A14同代架构,搁这都直接变下一代了?

还有个搁评论区写计算题

  • 讲真别就懂拿著PPT算,给出范围当然已经考虑子项和浮动的范围(逃

参考

  1. ^部分人还是有这个误区:实际上不为跑分睿频和频率具体提升多少0关联,只和功耗和机器能承受住的功耗有关。举个例子:iPhone 的整机能承载散热大概5W,A13跑specint06的功耗是4.6W,比A12的3.6W高整整1W。这时候我们叫他「为跑分睿频」是因为单核+空载功耗就已经撞到设备的功耗上限了。如果他能做到比现在更高频率,但功耗保持A12水平,依旧不叫为「跑分睿频」。因此A14是否存在为跑分屮高频,关键不是看提升多少频率,而是功耗表现,至于为什么推测功耗表现会更好,下面2有提到。
  2. ^这是推断今年功耗没炸的重要前提:要不然保持A13的功耗水平,配合5G+电池缩小,今年iPhone续航会全面崩。当然如果Apple这么头铁,续航+持续性能体验的大幅下降甚至丢失潜在用户,换来这波打脸。那洒家这辈子也是挺值的~~
  3. ^万恶的果子:会不会为了不影响销量直接下架iPhone 11系列呢?


就这个刷新率上不去120,我手上的iPad Pro就还是香的

iPad画画原速视频林枝丫的视频 · 3.1 万播放

CPU迭代其实对于我们这等小白是很难感知的,特别是这种百分之十几的升级,因为本来那A12,A13也是很快的,而刷新率120Hz跟60Hz是可以明显感受出区别的,如果是用Apple Pencil画画写字的话,用过120Hz的人是很难回到60Hz,毕竟阈值上去了。若是Appel pencil轻度用户到不用在意太多。

如果需要用来画画的可以看下这个文章

林枝丫:2020学板绘,哪款iPad合适画画,一定要用Pro吗?

zhuanlan.zhihu.com图标

相比于256G的iPad Air,不如iPad Pro 11寸128G,这也是苹果精明的地方,

因为iPad Air没有128G

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虽然说 iPad Air A14 在性能上的增幅小于预期. 但是考虑到当初 A7 和 A8 在性能和表现上的差异, 我觉得 A14 改进的目标有几个方面:

连接性

A14 带来了 USB 3.2 gen1 5Gbps 的控制器, 相较于 USB 2.0 快了十倍, 并且提供了基于 DP1.4 的 USB-C Alt 模式, 这就让 iPad Air 能在不配置 Lightning 转接头的情况下方便的接入无反相机传输体积极大的 RAW 文件. 当然 A14 的升级版 A14X/A14T 可能就会配置 USB4, 能够向下兼容雷电设备.

像 Apple 自家的 A2119 转接头就能够通过 HDMI 2.0b 传输 4K 12bit 杜比HDR 的 DRM 内容, 相当于 iPad Air 可以当 HDR 机顶盒接到电视或者显示器上(现在腾讯视频也有 HDR 内容了), 同时还可以接 USB 3.0 设备:

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或者是 Anker 新出的八合一转接头, 具备两个 HDMI 介面, 且接单个显示器的时候为 HDMI 2.0b 的规格. 剩下还有两个 USB-A, 带数据的 USB-C PD 输入口, 千兆网口和读卡器, 同样支持在 4K60 的情况下保持 USB 3.0 速度

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A2119/Anker 八合一/某品牌七合一

正因为能支持 HDMI 2.0b, 外加 iPadOS 14 大幅度加强了对 PS4 和 Xbox 手柄的支持, 所以可以把游戏投到大屏幕上玩:

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能效

A13 因为峰值发热量提升到了 7.5W, iPhone 11 系列不得已增厚, 这也间接让 iPhone 11 Pro Max 成为了史上电池最耐用的 iPhone. 但是在 iPhone SE 上, A13 的性能就被机身散热能力所限制. 今年 Apple 要推出体积甚至可能小于 SE 的 5.4 寸 iPhone 12, 这就意味著处理器的能效必须要改善.

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性能

目前 iPad Air 的内存容量应该提升到了 4GB. 但是目前推测显存颗粒仍然采用的是 LPDDR4X, 这就导致 GPU 性能远小于预期(相比 A13 仅提升 10% 不到), 如果 iPhone 12 采用的是 4GB LPDDR4X, iPhone 12 Pro 采用的是 6GB LPDDR5, 那么后者可能会有 20% 的性能提升.

此外 CPU 部分性能的提升几乎可以认为是在保持频率, 借助新工艺降低功耗后的结果. 我认为可能 A14X, 或者所谓桌面级的 A12T, 可能会配置 8 个全新设计的大核+4个节能核心. 这也可以解释为什么 A14 上我们看到的提升没有那么大.

当然发布会重点强调的是 NE 神经网路引擎和 ISP 等媒体单元的提升. 目前神经网路处理器可以加速 faceID, 带来更好的 AR 视觉空间感知能力, 以及更高效的运行本地垃圾简讯识别, 还有本地语音识别. 另外在 iPad 上还能改善 Pencil/Crayon 的输入体验:

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此外 A14 可能是首个支持 AV1 视频编解码能力的苹果 SoC, 现在 YouTube 和 Netflix 正在将视频编码从 VP9 过渡到同样有著免专利授权的 AV1 编码器. 并且在 Intel Tiger Lake-U, Nvidia Ampere 30 系列 GPU 和天玑 1000 处理器也加入了 AV1 支持. 虽说 iOS 14 下 Apple 提供了一套以 CPU 为主的软解介面, 从而支持了 VP9 解码. 但是软解毕竟不是长远之计. Apple 目前有著在 TV 平台的雄心, 相信后续也会从 HEVC 过渡到 AV1 编码.

A14 更强的 ISP 算力也可以提升 Deep Fusion 的解析度增强能力, 提升 Smart HDR 和夜间模式画质, 还有改善 HDR 视频效果.


04/10 更新:

境外测评数据更新了 Geekbench 跑分,和我先前计算的差不多:1,583/4,198,稍多于 40% 的宣传,打倒失信美国奸商的逆向虚假宣传!

据供应商渠道消息,A14 Bionic 较 A12Z 提升的有更换新一代的 L1 Cache,虽说字面参数上都是 128 KB 的指令,但读取性能有了激进的升级,这比较能解释 IPC 有近乎 6% 的提升,按目前台积电表示架构保持不变的推测来看。

A 系列处理器的架构直至 2023 年 N2/3 风险量产前都不会有激进的改变,笔者认为未来几年包括 MacBook 都靠提升晶体管和高速缓存来压榨性能。


A14 Bionic 依旧是地表最强的移动处理器,但有所遗憾,也有所期待

按官网所言,A14 的 performance 较 A12 Bionic 提升 40%,粗略参考 Geekbench 最好的单核成绩 1,112 推算单核性能为[1]

[公式]

而线性推算多核成绩为:

[公式]

非但输给了上两届的同门师兄 A12X Bionic,和半年前网上谣传的 1,658/4,612 还有很大差距,但单核性能依旧领先对手 2 年以上:

10 月 3 日根据实测后更新的 Geekbench 成绩 ?? 所有

官网不忌讳《广告法》,提及了「iPad 迄今最快的晶元 / powered by our most advanced chip ever」,中英文 wording 差异很大,我猜还是从单核和制程口径出发

A12Z 的晶体管数目为大致 100 亿,因为核心分布差异,直接和 A14 比显然不公平,就像拿宾士大卡车和装有飞机发动机的劳斯莱斯比货运能力。

首代 7nm 工艺的 A12 为 69 亿,A13 为 85 亿,而 A14 不带英文后缀数量为 118 亿,5nm 较于 7nm 的工艺提升显著,密度的进步看来还是实打实的,虽说台积电和三星都有虚假宣传制程的前科。

晶体管数量排行,A 系列无疑是最佳的 SoC ? 所有

性能未达预期,有点失落。但其实就目前所有的平板 Apps 而言,A12 的性能都过剩了,任何敢把平板电脑定价高于 2,499 人民币(甚至美国教育价 299 镁)的友商,皆为耍流氓。

A14 性能没有吃透 5nm 制程的红利,唯一解释的通的就是晶体管堆到了 16 核的神经网路引擎(Neural Engine)了,较 A12Z 的 8 核翻了一倍,官网宣称的「机器学习提速了 70%运算速度提升 10 倍」完全值得以大吹特吹。

所以我选择原谅了 Apple 在高性能单核上挤牙膏,但别忘了晶元全称始终带 Bionic,就神经网路引擎和机器学习性能而言,绝对可以称得上是「全新的境界」了。

笔者注,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.

光搞太空军备竞赛,言之无物,文绉绉地吹跑分并非水果的风格。

按推出新一代硬体的惯例,Apple 必然邀请关系亲密的合作伙伴做应用的 demo,以往有带中式英文口音的大陆开发者,也有带翻译的日本人做现场演示,这次 3 个 demo 浓缩成了一分钟。

上台的第一位佳丽是从影音娱乐代表队海选而来的,实时音源分离应用 djay Pro AI,她的拿手才艺为利用前置摄像头采样手势并作出实时处理的「凭空打碟」:

神经网路引擎处理手势 ? Apple

iPad Air 2020 的前置摄像头仅为普通的 2D 光学,并无 TrueDepth 组件,唯一能联想到的是 Apple 于 2011 年提交的机器学习带有深度图像的手势识别专利[2]

10 年前提交的利用机器学习识别手势的专利 ? Apple

意味著系统层面开放给开发者 API 识别精度极高的手势,更期待开发者能据此开发的实时手语翻译或健康应用。

二号佳丽选送自游戏代表队,是 Pixonic 出品的《机加战队(War Robots)》,她借助 A14 Bionic 一骑绝尘的矩阵运算和图形处理实力,尝试将主机级别的 60 FPS 的画质带到移动端来,实时阴影、反射和光效渲染,还有充分利用多核心来实现六比六对战,对于移动设备而言尚属首次。

笔者注:「主机级别的画质」不是我说的,原话如此,又没规定是本世代画质嘛,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《机加战队》应用 A14 Bionic 后 ? Apple

向我们走来的三号佳丽为 Pixelmator Photo,来自生产力工具代表队。

她畅快淋漓地压榨了 A14 差不多 10 倍提升的机器学习算力,在高解析度图片中实时查找边缘、颜色、渐变和纹理(edges, colors, gradients and textures),然后脑补细节像素合成新的图像。

这种桌面级别的图片处理应用在移动端设备上,是这个 10 年令人叹为观止的开始,Adobe 的 Photoshop iPad 版即便跳票也没什么遗憾了。

更令人期待的是这些沉淀在 iOS 生态数以百万计的 arm 应用,不久的将来完全会驾驭更强的桌面 arm 处理器 Apple Silicon。

Pixelmator Photo 细节合成处理 ? Apple

和某拥有 180 万开发者的友商,发布会上连技师的车头灯都没看到不一样,Apple 说到做到,言之有物。

短短一分钟的 3 款落地实践,应该是 60 分钟发布会中最有血有肉且耳目一新的部分,似乎 Apple 用望远镜都找不到追赶者了。

多说一句,Apple 的保密工作其实是有提升的,无奈全球供应链庞大,硬体难以不泄露,比如富士康的小舅子一手痒,iPhone 12 机模就抢先登陆华强北了。

但使用下一代硬体和全球同样庞大的 iOS 开发商的紧密合作,从来滴水不漏,不到发布会都不知道哪位佳丽被 Apple 翻牌。

这就是 iOS/iPadOS 的生态强大所在,你甚至可以说 4,799 的价格买到 A14 Bionic + iPadOS 就已经回本了,更何况还有一支笔。

A14 Bionic 的介绍环节,交给了位于 Campus 水池之下、Apple 保密级别最高、雪藏多年的晶元团队专属研发中心的平台架构师 Tim Millet(以后有机会我再吹这个也叫 Tim 的男人

Apple Campus 中心水池的地下室,负责研发苹果的最强芯 ? Apple

我个人认为这是 iPad 8th 短片中除了剧透 9/29(9 月最后一个礼拜二)有 Event 之外的最重要彩蛋,Apple Silicon,就是摆在 Tim 桌面上正在研发的 macOS 晶元组。

我觉得这是 Apple 有意而为之,暗示在不久后的秋季会发布搭载 A14X 的 MacBook,和明年发布搭载面积更大功率更高的 A14T 的怪兽级 Mac Pro。

Tim Millet 关于 A14 的演讲 ? Apple

据彭博社造谣[3],首批 Apple Silicon 很可能搭载 A14 Bionic 四倍的 8 个高性能内核(Firestorm)和至少 4 个能效内核(Icestorm),几乎可以说是独孤求败的存在:

A12Z / A14 和即将登场的 A14X 的核心比较 ? 所有

预测年底的第一代上市的 Apple Silicon,假定单核心功率稍微放开至 1,600,4 倍多核 16,800 的成绩已经接近不少 Xeon W 字头对手了,到时 MacBook 的高性能与移动续航都可兼得,笔者会毫不犹豫换掉服役超过 5 年的 MBP:

根据 8 核推测 A14X 的 Apple Silicon 性能 ?? 所有

要是功率再放开,散热再野一点,arm 版 macOS 的性能又向前迈出一大步。

嗯,总之一块晶元,发热功率和晶体管数目和 i9 差不多,你就认为性能接近就好了,何况同等功率下水果的实力可以把性能做的更强。

Apple Silicon 和笔电 / 桌面 CPU 的能耗对比,目标是做比笔记本功耗更低,性能比桌面更强的处理器 ? 所有

Apple 十年磨一剑,iPad 诞生 10 周年成为最成功的床上用品

作为新十年第一场硬体发布会,Apple 选择回归 iPad 发布当年最强的 SoC,即是透过 Bionic 对 10 年代押注神经网路引擎和机器学习的总结,更是 20 年代晶元精彩故事的开始。

参考

  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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