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剖析苹果 A12 Bionic:全球首款 7nm 智能手机芯片,到底有多强?

2018-9-25 10:14| 发布者: 炼数成金_小数| 查看: 33178| 评论: 0|来自: 36氪

摘要: 苹果的A系列芯片一度提供了适当的智能手机处理器性能,再加上iOS的优化,确保了iPhone使用起来特别的流畅。由于是基于ARM的指令集,再加上在早期像智能手机SoC许多处理器一样的架构,苹果之前在核数和最高时钟频率方 ...

机器学习 框架 芯片 内核 高性能

在的发布会上,苹果对A12 Bionic予以了不同以往的浓墨重彩,称其是“iPhone迄今最智能、最强大的芯片”。Theinquirer的一篇文章剖析了这款芯片以及iPhone的细节。这颗部署在网络边缘的处理器可访问大量数据,其中大部分都可以在本地处理而不需要放到云端建模。除了帮助玩玩视频游戏以外,A12的真正潜力在于做一些基于边缘的智能应用。

苹果新发布的iPhone XS最亮眼的特性之一是新的A12 Bionic仿生芯片,据称这种芯片有望提升前作及一系列智能手表的性能。

乍一看,这似乎是One Infinite Loop那帮家伙的又一款强大的硅片。不过我们还是先吸取一点历史经验。

苹果ARM化
苹果的A系列芯片一度提供了适当的智能手机处理器性能,再加上iOS的优化,确保了iPhone使用起来特别的流畅。

由于是基于ARM的指令集,再加上在早期像智能手机SoC许多处理器一样的架构,苹果之前在核数和较高时钟频率方面是落后的。但是在基准测试中它的芯片一直都证明了它的芯片可以跟高通和三星的较好芯片匹敌,这说明对硬件设计拥有完全控制是可以结出硕果的。

A系列芯片每一代在性能方面相对于上一代都有可观的跃升,这使得苹果可以给iOS增加一些发烧功能。

然而,真正到了A10 Fusion SoC的推出苹果才开始加速。这款芯片配置了4核处理器,被拆分成了2个高性能内核以及两个专用于提高效能的内核,基本上这属于ARM的big.LITTLE架构设计。

后续的A10X Fusion增加了台积电基于10纳米FinFET制造工艺的6核设计,提供了跟iPad Pro类似的合适性能。

不过A11 Bionic的推出让事情变得特别有趣,这个芯片组奠定了iPhone X的基础。这款10纳米的芯片组内置了6个内核——其中2个用于高性能处理,4个负责日常的iOS任务——还有一颗定制的GPU处理iPhone X OLED显示的像素美化。

不过A11 Bonsic突出的功能是SoC内置的“Neural Engine”,iPhone X最智能的功能如Face ID以及动画表情等都是它驱动的。它还配置了一个改进的信号处理器从而改善了iPhone X摄像头的性能,以及对增强现实更好的支持。

现在A12 Bionic已经闪亮登场,成为第一款7纳米制程的智能手机芯片,是,华为麒麟980也是7纳米制程,但是它的上市时间在苹果之后,所以这里就不说了。

内核能力
A12 Bionic似乎通过将更多的晶体管挤进硅片当中而夺走了高通10纳米的的骁龙845的优势。

其实A11 Bionic的性能就已经超越了骁龙845,鉴于苹果声称A12 Bionic要比A11 Bionic快15%,那A12吊打高通较好的芯片应该是不在话下了。

Geekbench泄露的性能基准测试表明A12 Bionic单核的得分是4813,多核得分为10266,这些数据比上一代高了不少,尽管基本上都是同样的伪big.LITTLE配置。

不过用了iPhone 8或者iPhone X的人未必认为自己需要额外的处理能力,所以A12 Bionic提供的处理器性能提升也许意义不大。

图形处理
苹果宣称A12 Bionic的 4核定制设计带来了图形性能提升,从而可以在智能手机上跑逼真的图像处理。

这一点可能有点言过其实。虽然苹果找来了游戏开发商Bethesda的Todd Howard替它站台,演示了类似《天际》的《上古卷轴:刀锋》,但游戏效果还算不上超逼真。但是的确证明了A12 Bionic在渲染图形的时候并没有卡壳。

但是《刀锋》也有Android版,因为Bethesda不会傻到忽略了那么大的一个市场。因此,有了iPhone XS不大可能就能提供配骁龙845的智能手机所不具备的游戏性能,但这可能意味着苹果的旗舰机是获得最热门智能手机游戏较佳性能的办法。

自然,这是目前的猜测而已,因为我们得先上手新的iPhone才能做出判断。

话虽如此,仍然有很多iOS开发者针对iPhone量身定制了游戏和图形密集型的app,专门利用了苹果定制芯片的能力,所以可预计将来会出现一些利用A12 Bionic处理能力的游戏。

仿生能力
A12 Bionic的另一个核心差别是苹果对Neural Engine的改进。

它每秒钟可以处理5万亿次操作相对于A11 Bionic的6000亿是极大的跃升。当然,除了最关心的芯片极客以外,这些数字对其他人是毫无意义的,但是这却可以让苹果自称A12 Bionic是有史以来“最聪明”的智能手机芯片。

这无疑是夸张说法,但是苹果对iPhone XS智能能力的展示表明它有专门的AI处理。

发布会上演示了一个叫做Homecourt的app,这个应用可以捕捉用户投篮的连续镜头然后实时分析命中次数和投失的次数。在本地做这些需要芯片层面性能足够强才行,从演示效果看A12 Bionic具备了这种能力。

苹果的机器学习框架Core ML在A12 Bionic上面跑似乎快了大概9倍,这应该意味着开发者可以挖掘更多的性能将AI能力植入到自己的app里面。

在设备上而不是连接到后台云端实现这样的机器学习性能可以鼓励开发者制作更多具备AI能力的app,尤其是随着大量工具包和框架的出现,这使得机器学习的集成过程会变得容易很多。

如果你对更强的Neural Engine能力以及AI本地化不置可否的话,那你应该注意到A12 Bionic的智能已经延伸到iPhone XS和XS Max的摄像头上。

通过算法智能,A12 Bionic的Neural Engine和图像信号处理器可以实时分析拍摄镜头并且想出增强图像的办法。

从发布会演示来看,改进后的相机展示出来的相片特别的干净爽脆,也能够在相机应用内部改变背景虚化效果,这同时运用了双摄像头以及A12 Bionic的智能。

面部检测的改进也有帮助,应用于Face ID的这项技术可以改善人物照片的光线。可以说A12 Bionic改进的智能处理为iPhone的相机性能带来了比A11 Bionic更大的提升。

苹果的智能手机摄像头一直都处在同行当中第一梯队的位置。不过Pixel 2的AI能力实际上已经设定了一个标杆,直到华为P20 Pro才推出了自己的AI智能。因此,改善的Neural Engine处理以及双摄像头是苹果让iPhone XS在智能手机的相机大战中保持竞争力的必要之举。

再次地,这个东西还是要等到我们上手之后才能得出可靠结论,而且值得注意的是Google的Pixel 3有可能就要出来了,我们敢打赌,这东西一定会推出一堆的AI能力。

芯片皇冠
总的来说,就处理能力和图形处理能力而言,A12 Bionic看起来是一块合适的SoC。而它改进的智能似乎对iPhone的拍照来说非常有帮助,而且也为智能应用的开发扫清了路障。

至于日常应用上,你可能不会注意到配置A12 Bionic的iPhone XS跟配置A11 Bionic的第一代iPhone X之间有什么明显的不同。如果你进行的是浏览、视频渲染之类任务的一对一比较的话,这个结论大概是正确的。比方说配置了骁龙845的Pixel 2或者OnePlus 6,这些Android的优化版效果也不相上下。

苹果习惯把令人印象深刻的芯片放到只是上一代渐进性升级的设备里面,而不是放到换代产品上。所以其实我们挺期待看到A12 Bionic在iPhone手机上的表现会是什么样的。

但是这种期望也许有点过高了,因为开发者需要先用上芯片才能开发利用其能力和特性的工具包和app。

现在对于A12 Bionic来说无疑还为时尚早,尤其是这才是支持Neural Engine 的A系列芯片的第二代。因此,这种芯片还有很大的潜能有待开发。

我们估计,这款芯片将会为iPhone 11的某些非常令人印象深刻的东西铺平道路,因为苹果似乎已经开始努力引领智能手机创新,而不是跟在三星之流的后面。

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