首发5nm就这水平?A14性能保守背后还隐藏着什么

来源:华强电子网 作者:Hobby 时间:2020-09-16 18:27

iPad A14 苹果

9月16日凌晨,在紧凑而又无聊的一小时录像放映中,苹果在2020年第一场秋季发布会中更新了自己的Apple Watch以及iPad产品线。与此前业界猜测的一样,苹果罕见地没有在9月第一场发布会上发布新一代iPhone。

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全球首发5nm的A14芯片,性能提升为何微不足道?

 

不过,苹果也没有让人失望。作为每年一更的A系列芯片,因为iPhone的缺席,今年的A14 芯片组便顺理成章地首发搭载在“The new iPad Air”上。A14是业界推出的第一款在5nm工艺节点上量产制造的移动芯片,它的出现标志着半导体工艺制程开启了新的篇章,这也是业界对于A14期望较高的原因。

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但与外界期望不同的是,苹果对于A14的性能介绍相当“保守”。根据苹果在发布会上的描述,编者将A14的性能亮点总结为4点:

 

1、CPU方面与上一代相同,A14采用2+4(2个高性能核心+4个高能效核心)的设计,相比A12 CPU性能提高了40%;

 

2、A14 采用了全新的苹果自研4核GPU,与A12上的GPU相比性能提升了20%;

 

3、全新的16核神经网络引擎能够提供高达11TOPS的算力,即每秒可进行11万亿次运算的能力,相比A12的5TOPS高出一倍;

 

4、A14内置新的机器学习加速控制器,能够提供相比A12快10倍的运算速度。

 

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那么为何说苹果对于A14的性能介绍过于保守?我们可以发现,苹果在发布会中用于与A14比较的并不是上一代A13,而是两年前的A12。当然,如果从芯片所针对搭载的产品角度去看,因为由于上代iPad Air采用的正是A12芯片,因此用同类产品的性能作为比较也能够理解。

 

实际上,这次发布的A14芯片也将会在未发布的iPhone 12上搭载,当用上一代iPhone中搭载的A13芯片与A14作对比时,我们就能真正了解到A14的提升到底有多大。

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这是一道简单的数学题。首先是CPU性能,已知A14 CPU性能相比A12提升40%(尽管苹果没有提到提升的指标是什么,比如单线程或多线程,但按照以往发布会上的信息,这个未知的指标每年都是固定的),A13发布会时提到相比A12提升20%,那么在三代芯片2+4架构不变的情况下,A14相比A13的CPU性能提升约为16.7%。

 

而GPU按照A14相比A12提升30%,A13相比A12提升20%计算,A14相比A13的GPU性能提升仅为8.3%。至此,很显然今年A14无论是CPU还是GPU,性能提升都不如上一代。

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与此同时,要知道的是A14拥有118亿个晶体管,比A13的85亿这个数字高出38%;并且台积电5nm N5制程相比上一代N7P制程理论同功耗性能提升15%,而N7P相比A12采用的N7制程同功耗性能仅仅提高7%!

 

因此,我们可以认为,在晶体管数量提升38%的前提下,A14的性能指标(除了神经网络引擎)提升是相当保守的。有人甚至怀疑台积电N5制程是否出现问题,而与理论值相差甚远,毕竟在iPad上,苹果从来不吝啬性能释放。

 

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此前被曝光的iPhone12电池信息

 

不过编者认为,A14的性能保守设定很可能是因为5G的加入导致的。即将在10月发布的iPhone12系列会搭载与新iPad Air相同的A14芯片,而根据此前曝光的电池信息显示,iPhone12系列的电池容量都普遍下降近10%。

 

在5G天线占据大量手机内部空间的情况下,或许苹果为了保证机身轻薄,也被迫向电池下刀;另一方面由于5G特性所致,射频器件功耗相比4G将大幅提高,在采用更先进制程的同时,还需要控制芯片功耗与性能之间的平衡。这也就能解释为何A14采用5nm制程却未有大幅提升性能了。

 

A14X才是5nm制程真正发挥的战场?


苹果在6月份的WWDC开发者大会上宣布,其Mac系列PC产品将在未来两年内从基于英特尔的x86 CPU过渡到其自行设计基于Arm的Apple Silicon处理器。当时消息一出,也有不少声音质疑Arm是否能够承担桌面系统所需要的性能。

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最近Luke Miani在推特上曝光了A14X Bionic的性能数据,该博主提供的数据中,A14X的Geekbench 5跑分相比A14有超过50%的性能提升。同时,根据Luke Miani的说法,A14X的性能几乎可以与英特尔酷睿 i9-9880H 的性能持平,后者是一款x86架构的8核CPU,搭载在顶配MacBook Pro中。

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至于A14X的细节,根据彭博社消息显示,苹果首批 Mac 处理器将拥有12个内核,采用“8高性能内核+4高能效内核”的架构,未来将会在Apple Silicon Mac和下一代iPad Pro中搭载。而就在上周,Digitimes 报道称,苹果 ARM 处理器 A14X 将于今年第四季度进入批量生产。

 

尽管A14性能提升保守,但这未必代表芯片设计以及制程工艺带来的性能升级到达瓶颈,所针对的设备也是需要考虑的原因。要想看到5nm制程带来的飞跃性提升,或许明年的A14X才是苹果真正的“大杀器”。



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