那顆要用在 iPhone 12 上的 A14 芯片 很強嗎?
2020年09月21日08:29

  擁有和 iPad Pro 類似的全面屏外觀,側邊指紋識別鍵、5 種配色……說今年的 iPad Air 是該系列有史以來變化最大的一代,完全不過分。

  更別說,它還率先搭載了Apple的 A14 芯片。

  這可能比外觀層面的相似,更能令人懷疑它與 iPad Pro 之間的定位差距。

  ▲ 曆代 A 系芯片都在製程工藝上處於領先地位

  A 系芯片對Apple有著非凡的意義,不僅因為它是Apple每年在矽工藝領域拿出來的最新成果,同時,iPhone、iPad 上諸多新功能和新能力,也都由它來支撐與驅動。

  正因如此,曆代 iPhone 亮相,往往都是新一代 A 系芯片正式登台的時刻。

  ▲ iPad Air 4 搭載了Apple最新的 A14 芯片

  但今年不太一樣了,Apple選擇將 A14 的首發權交給了 iPad,而非 iPhone。

  上一次Apple會這麼做,還是在 9 年前發佈 iPad 2 的時候。當時,它也是第一款搭載Apple A5 芯片的設備,比同年的 iPhone 4s 早了近 6 個月。

  如果不是因為疫情影響,令 iPhone 的上市被迫延期了一個月,iPad Air 4 大概也很難享受到這份‘首發殊榮’。

  全球第一顆 5nm 工藝芯片,卻不是最強性能?

  先來看看Apple官方是怎麼介紹 A14 的。

  首先,它是全球第一款基於 5nm 製程工藝設計的芯片,這令它的晶體管數量得到了大幅提升,從 A13 的 85 億顆,增加到了 118 億顆。

  ▲ A14 仍然延續和 A13 一樣的 CPU 核心數設計,包括 2 顆主打性能的大核,以及 4 顆主打能效的小核

  具體到各個模塊部分,A14 仍然延續了和前代一樣 6 核心 CPU 與 4 核心 GPU 的設計,兩部分性能相比 A12,分別提升了 40% 和 30% 左右。

  還有一點改進是 A14 的神經網絡引擎:全新的 16 核架構,相比 A13 的 8 核心數直接翻番,能夠提供高達 11Tops 的算力。

  另外,這次Apple也為 A14 引入了和 A13 類似的機器學習加速器結構,使得 iPad Air 4 獲得了更快的矩陣運算速度。

  ▲ Apple官方對於 A14 的介紹

  光從數據上看,A14 的提升幅度還是很亮眼的,考慮到之後 iPhone 12 也將搭載這顆芯片,現在等於是讓我們提前一睹了 iPhone 12 的性能提升。

  但細看後你會發察覺到異樣,比如說 A14 在 CPU 和 GPU 上的對比數據,都是基於前年的 A12 得出,而非去年的 A13,這並不符合常理。

  ▲ Apple選擇讓 A14 和 A12 進行對比,主要是想反映兩代 iPad Air 的性能差異

  據愛範兒得到的消息,Apple會這麼做,是由新舊兩代 iPad Air 的芯片決定的。畢竟只有同系產品的對比,才能做到絕對的公平公正,並非是Apple有意避開 A13。

  不過,A14 與 A13 的性能對比,依舊引起了硬件愛好者的關注。

  目前,從 AnandTech 等專業媒體的推測來看,A14 在 CPU/GPU 部分,僅比 A13 提升了 16% 和 8% 左右,但 A13 相比 A12,在這兩部分都有著約 20% 的提升。

  這就意味著,哪怕是 A14 採用了新一代 5nm 製程,但提升幅度很可能不如上一代 A13,尤其是 GPU 圖形處理器部分,不到 10% 的提升,更是相當的‘保守’。

  ▲ 今年的 iPhone 12 不僅要支援 5G,還有新的小屏型號,不平衡好功耗,續航很容易出問題

  背後的原因是什麼,我們暫時還不得而知。坊間猜測,Apple可能是從 5G iPhone 的功耗考慮,才有意放緩了這一代 A14 的性能升級,對於這一點,我們只能等待 iPhone 12 上市後才能獲悉。

  也有說法稱,目前台積電的 5nm 工藝良率還未達標,間接影響了 A14 的性能釋放,是否真的如此,則需要等待進一步的真機芯片拆解和分析。

  ▲ 目前 A14 的信息還十分有限,我們仍要等待後續的芯片拆解與測試數據

  A14 衍生出來的另一個問題,是 iPad Air 4 與 iPad Pro 之間的性能對比。

  由於目前 iPad Pro 搭載的還是 A12Z 芯片,不少人便認為,搭載最新一代 A 系芯片的 iPad Air 4 ,是在‘以下犯上’,在性能上超越了老一代的 iPad Pro。

  但‘數字越大,性能越強’的理論,卻並不適用於帶 X、Z 這類後綴的 A 系芯片。

  客觀的說,製程工藝的升級,還有能耗的差距,確實會讓 A14 擁有更強的單核性能。

  但我們也不能忽視,A12Z 本身擁有 8 核心 CPU 與 8 核心 GPU。這種多核心數結構,還有內存帶寬上的優勢,依舊能讓 iPad Pro 在多線程以及圖形處理能力上,比 iPad Air 4 更勝一籌。

  ▲ iPad Pro 上的 A12Z 用上了 8 核心圖形處理器,就是為了應對 4K 視頻剪輯、3D 設計和 AR 增強現實等重度任務需求

  所以,只要Apple還沒有發佈 A14X 或 A14Z 的打算,目前 A12Z 依舊會是Apple移動設備上,綜合性能最強的 A 系芯片,這點估計在 iPhone 12 發佈後,也不會有所改變。

  機器學習算力大提升,為什麼Apple要重視它?

  近兩代的 A 系芯片中,神經網絡引擎是一個經常會被Apple提及的模塊。

  本次 A14 也不例外,神經網絡引擎的內核數直接增加了一倍,從 A13 的 8 核變成了 A14 的 16 核,估計那 40% 的晶體管數量提升,有相當一部分都用在了這裏。

  而由此帶來的近兩倍的機器學習算力提升,也明顯要比 CPU、GPU 升級耀眼得多,更別說還有應用在處理器上的機器學習加速器。

  ▲ 相比 CPU 和 GPU,A14 在機器學習算力上的提升會更明顯

  但這個神經網絡引擎會影響哪些體驗,很多人並不清楚。

  我們很難把它歸結為單純的‘手機流暢度提升’,因為它不像 CPU、GPU 一樣,可以有量化數據作為對比依據;就算是算力翻倍,它也不會讓你的遊戲,從原來的 30 幀升到 60 幀。

  不過,近幾代 iOS 系統內的特性,有很多都是離不開機器學習技術的。

  比如說拍照,去年 iPhone 11 Pro 引入的 DeepFusion 三合一圖像處理技術,就是通過機器學習訓練的算法,來實現圖像合成,最終生成出一張更高質量的照片。

  ▲ 圖像識別、文本概述、語義分析等,都涉及到機器學習技術的運用

  更進一步,iPhone 的相冊能夠自動根據人臉特徵,對圖庫進行分類;還有像 Apple Music 能夠根據我們的聽歌偏好,自動推薦你喜歡的歌曲;而 iPhone 的電源管理系統也會主動學習我們的使用習慣,延長、優化續航時間,背後都有機器學習技術的參與。

  在本次 iPad Air 4 中,Apple也介紹了兩個使用了 A14 機器學習技術的案例。

  一個是 djay Pro 應用,它可以讓 iPad Air 調用前置鏡頭,捕捉、識別出音樂人打碟的手勢,實現‘隔空打碟’的特性。

  考慮到 iPad Air 4 並未搭載可感知深度場景的 Face ID 元件,這種動作識別,也只能靠機器學習的方案來實現。

  另一個案例則是照片編輯應用 Pixelmator,借助機器學習能力,它可以讓被裁減、放大後的照片,實現自動修復。

  哪怕是照片本身的解像度十分有限,但機器學習依舊能填補缺失的像素點,改進邊緣鋸齒和圖像紋理。

  所以,從上述幾個例子可以看到,A 系芯片的神經網絡引擎看似是‘感知不強’,但實際上,是它施加的影響更底層,不容易被我們察覺而已,很多功能其實與我們的使用體驗是息息相關的。

  去年,Apple前高管菲爾·席勒(Phil Schiller)在接受 《連線》採訪時也說,目前 iOS 系統的功能中,基本已經不存在不使用機器學習的領域了。無論是對電池壽命的影響,還是性能的優化,它一直都你所不知道的地方,持續地運行著。

  既然如此,發展更強的算力,這些工作顯然能更有效率地去運行;而Apple也能規避掉個人數據收集的風險,讓設備只靠本地算力而非聯網,就能完成更重度、更複雜的任務。

  A 系芯片,已經不再是 iPhone 和 iPad 的專屬了

  A14 會是Apple在 5nm 製程工藝上的唯一芯片嗎?我們並不這麼認為。哪怕是這次Apple把重點放在了機器學習算力,而非 CPU、GPU 的性能上,我們仍有機會在下一代 iPad Pro,甚至是 Mac 上,看到性能更強的衍生版本。

  ▲ 今年 WWDC 上,Apple就面向開發者推出了搭載 A12Z 芯片的 Mac mini 開發機

  我們在之前的文章也談到過,目前Apple在 iPhone、iPad 等產品線上,都已經開始維持‘高中低’三條,甚至是三條以上,有著不同命名,以及不同價位的產品,但並不是所有的產品都需要最強的芯片性能。

  受眾的變化,已經使Apple很難再靠每年一顆 A 系芯片,就做到全產品線覆蓋,而是要分別針對手機、平板等設備的性能需求,來做出取捨。

  ▲ 要讓 Pro 級和大眾級產品拉開差距,芯片上層面就需要形成差異化

  近幾年,Apple也有意識地在擴展 A 系芯片的分支,比如說光是 A12 這一代,我們就能看到 A12X、A12Z 兩種版本,後兩者都在 CPU、GPU 核心數上做了加強,以支撐起專業領域所需的性能。

  如今,就算是完全相同的一代 A 系芯片,Apple也會根據良率狀況,採取屏蔽核心或是開核的做法(比如 A12X 就屏蔽了一顆 GPU 核心,A12Z 則完全開放),拉開不同產品間的差距,那麼在 A14 上,類似的狀況說不定還會重演一次。

  更別說在今後,當Apple Mac 產品線脫離 X86 架構,納入到 A 系芯片的管轄範圍中,我們是否還會看到更多掛上 X、Y、Z、L、M 等後綴名的 A 系改版芯片,分佈於在各個Apple設備之上呢?

  或許Apple想要的軟硬件大一統,最終也得靠 A 系芯片來完成了。

  題圖來源:Wccftech

  本文來自愛範兒

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