Hlavní navigace

Apple A17 Pro je zklamání. První 3nm čip, konečně nové, ještě širší jádro i GPU. Ale výkon nikde?

13. 9. 2023

Sdílet

Zdroj: Apple
Nová generace procesorů Apple je tu: A17 Pro je první čip s novou 3nm generací křemíkového procesu a po třech letech má konečně nové, ještě širší jádro. A dokonce i nové GPU. Jenže nárůsty výkonu, které Apple oznámil, vůbec neodpovídají tomu, jaký skok toto mělo přinést.

Po roce opět přichází Apple s novými telefony. Letos je to premiéra velmi zajímavá kvůli procesorům v nich. Od A14 z roku 2020 totiž Apple nepřišel s novou architekturou a také stále používal podobný 5nm či 4nm výrobní proces. Až letos s právě uváděným čipem A17 Pro konečně přichází nová architektura a také skutečně nová 3nm výrobní technologie. Apple měl teď tedy příležitost opět navázat na dřívější sérii neustálých skoků ve výkonu.

A17 Pro

Taková alespoň byla očekávání. Apple oficiálně potvrdil, že nový procesor skutečně přináší novou architekturu. Proti předchozím generacím ho Apple nepojmenoval „A17“, ale A17 Pro, což má patrně za cíl implikovat vyšší výkon či úroveň výbavy. A17 Pro je jako první mobilní SoC na trhu vyráběný 3nm procesem – použitý typ procesu nebyl upřesněn, ale podle neoficiálních informací by snad mělo jít o proces N3B (vylepšený proti původně plánované variantě). Čip má obsahovat 19 miliard tranzistorů.

Tento první 3nm SoC bude montován v iPhonech 15 Pro a 15 Pro Max, takže jen v části zařízení. Základní řada iPhonů 15 a iPhonů 15 Plus bude používat SoC A16 z loňské generace. Díky tomuto opatření nebude Apple potřebovat tolik kapacity na nejnovějším procesu TSMC, kde je dost možná zatím horší výtěžnost a dost se mluví o tom, že technologie nefunguje tak dobře, jak by měla. A pravděpodobně tím také hodně ušetří na výrobních nákladech na jedné straně a na straně druhé vydělá na tom, že někteří uživatelé budou motivování vybrat si vyšší model telefonu, než by měli normálně v plánu.

Procesor samotný má stále stejný počet jader CPU – dvě výkonná jádra a čtyři efektivní („malá“). Není výslovně řečeno, zda je použitá nová architektura u těchto malých jader. Ta ale mají mít nějaká zlepšení a také jsou údajně rychlejší. Apple ale už neřekl o kolik. Mají však prý být energeticky nejefektivnější na světě (prý až 3× lepší než konkurence, ale jako obvykle nikde není nijak upřesněno, co se srovnává, takže tvrzení nelze ani rámcově ověřit).

Není úplně jasné, zda jsou malá jádra nová, nebo ony zmínky o zlepšení hovoří jen o nějakých detailech nebo zvýšení frekvencí. Je teoreticky možné, že je převzatá či adaptovaná předchozí architektura malých jader z čipu A15 (tehdy nazvaná Blizzard).

Nová velká architektura…

O velkých jádrech není řečeno, jak se jmenují, ale v jejich případě je nová architektura použitá určitě. Firma o ní ale moc neříká – v „keynote“ bylo sděleno, že jádro má vylepšený prediktor větvení, což je věc typicky kontinuálně vylepšovaná u každého nového jádra.

Zejména ale architektura dostala více dekodérů (tedy více než osm přítomných v předchozích generacích) a širší backend vykonávacích jednotek – pravděpodobně byly tedy přidány jednotky ALU, kterých bylo doteď šest, jednotky pro zpracování větvení, load/store jednotky nebo SIMD pipeline v FPU části.

Počty jednotek ale dost možná budou zjištěné až mikroarchitektonickými benchmarky, protože Apple detaily architektury v poslední době neprozrazuje. Zatím nikde není nic řečeno o tom, že by nové jádro přinášelo podporu instrukční sady ARMv9 a SIMD instrukcí SVE a SVE2, toto by opět mělo být vyjasněno, až se zařízení dostanou do ruky lidem.

Pokud má jádro například 10 dekodérů, znamená to, že může paralelně poslat k dalšímu zpracování 10 instrukcí. Navýšení počtu ALU a dalších jednotek, které je pak vykonávají, by pak mělo stejným způsobem zvýšit schopnost zpracovat paralelně více operací v jednom cyklu. Toto by se mělo přetavit do zvýšení tzv. IPC, tedy zvýšení výkonu na 1 MHz frekvence.

Sladjy k procesoru Apple A17 Pro

Slajdy k procesoru Apple A17 Pro: CPU

Autor: Apple

Od Applu se očekávalo (nebo to minimálně očekávali příznivci), že IPC by tentokrát mohlo narůst opravdu o hodně. Až do generace A14 měl Apple každý rok jádro nové a IPC pořád stoupalo, ale poslední dvě generace zlepšení IPC nepřinesly a šlo pořád víceméně o stejnou architekturu, jen s vyššími takty nebo rychlejší pamětí. Generace A17 Pro by tedy měla ukázat, zda šlo jen o krátkodobé přerušení cyklu, nebo zda je něco pravdy na zvěstech, že Apple trpí odlivem mozků či z jiných důvodů už nebude schopen držet dřívější tempo. Může se ukázat, že když se Apple dostal na úroveň výkonu procesorů Intel či AMD, nebude už pro něj tak snadné zvyšovat výkon dál.

… ale malý pokrok?

Nicméně to, co Apple při keynote řekl, je trošku překvapivé. Díky nové architektuře jsou podle Applu výkonná jádra „až o 10 % rychlejší“ (zřejmě oproti 4nm A16). A to je hodně málo, pokud má jít o výrazně rozšířené jádro, kde by jen nárůst IPC snad měl být více než o 10 %. Jsou tu tedy dvě možnosti: Buď přes novou architekturu výkon na 1 MHz není o moc lepší (což se může stát, přidávání ALU a dekodérů nejspíš trpí zákonem klesajícího užitku). Nebo se sice IPC zlepšilo, ale A17 Pro dosahuje horších frekvencí než A16, což eliminuje nárůsty výkonu získané lepším IPC.

Tak nebo onak je ale jen 10% zvýšení jednovláknového výkonu procesoru spíš asi dost slabý výsledek, vzhledem k oněm již citovaným očekáváním. Pořád jde samozřejmě o zlepšení, ale minulé generace toho samého dosahovaly jen posunutím frekvence o pár stovek MHz…

Stejná architektura by měla být v Apple M3

Zde je také dobré zmínit, že na této architektuře by také měly být založené nové procesory generace M3 pro počítače Mac. Je tedy možné, že i u nich bude nárůst jednovláknového výkonu nemastný neslaný. Pokud se u nich třeba nepodaří navýšit takty oproti tomu, co předvádí A17 Pro.

Tip: Next-gen procesory Applu: M3 má novou architekturu, ale stejně jader. M3 Max je 16jádro (update)

Grafika s ray tracingem

Zajímavější by mohlo být GPU a jeho architektura. Ta má mít údajně zcela nový design výpočetních jednotek obsahujících shader ALU. Díky tomu podporuje Mesh Shadery (jedna z novinek v DirectX 12 Ultimate, což ale neznamená, že nemůže být používána na jiných platformách a grafických API).

A co víc, GPU má obsahovat poprvé u Applu hardwarovou akceleraci ray tracingu, kterou v grafikách pro PC přinesly poprvé GeForce RTX 2000 a pak Radeony RX 6000. Zda bude na stejné, horší, nebo lepší úrovni, to se teprve ukáže, Apple se ale chlubí tím, že má nejvyšší výkon ray tracingu mezi chytrými telefony (opět ale není nic řečeno o tom, jak to bylo změřeno). Tato hardwarová akcelerace má údajně dosahovat 4× lepšího výkonu než A16, kde raytracingové efekty počítaly obecné shadery GPU.

Sladjy k procesoru Apple A17 Pro

Slajdy k procesoru Apple A17 Pro: GPU

Autor: Apple

Na druhou stranu, i zde vychází celkový výkon trošku rozpačitě. Apple uvádí, že grafika má být více energeticky efektivní a že její výkon stoupl až o 20 %. Jenže GPU v Apple A17 Pro obsahuje nově šest jader, zatímco A16 jich mělo jen pět. Takže počet jednotek také narostl o 20 % a zdá se, že samotná nová architektura nepřinesla další zlepšení nad rámec toho (nebo také klesly frekvence GPU a eliminovaly zisky z lepšího IPC). Opět to tedy provokuje k otázkám na kvalitu buď nové architektury, nebo 3nm procesu (nebo toho, jak dobře Apple 3nm proces TSMC dokáže využít).

Nová akcelerace AI, dekodér videa ve formátu AV1

Čip má novou akceleraci AI. U té je uváděno, že dodává výkon až 35 TOPS a má být 2× výkonnější než ta v A16. Akcelerátor má snad pořád 16 jader, ale pravděpodobně tedy mohlo dojít ke zdvojnásobení počtu jednotek v jednom jádru.

Sladjy k procesoru Apple A17 Pro

Slajdy k procesoru Apple A17 Pro

Autor: Apple

SoC má opět vyhrazené jednotky pro zpracování videa v intermediate formátu ProRes. Co je ale nové a mohl by o to být zájem: poprvé je integrována podpora dekódování videa ve formátu AV1. Ne však komprese do něj. Apple také vylepšil řadič USB. Nové iPhony 15 Pro / Pro Max používají konečně standardní port USB-C, ale předchozí čipy podporovaly jen 480Mb/s rychlost USB 2.0. Nyní v A17 Pro by měla být podporována rychlost USB 3.2 Gen 2 (10 Gb/s). Uživatelé ne-Pro modelů iPhonů 15 ale tedy zřejmě pořád budou mít USB 2.0, téměř dvacetiletou technologii.

SoC A17 Pro na druhou stranu stále nemá integrovaný modem. Apple teď prodloužil smlouvu s Qualcommem na dodávky 5G modemů do roku 2026, takže pokusy o vlastní řešení, zdá se, zatím nedospěly do finiše.

V prodeji už tento měsíc

Tyto procesory budou pro zájemce „dostupné“ od 22. 9., kdy se mají začít prodávat telefony iPhone 15 Pro a iPhone 15 Pro Max s nimi. V uvozovkách, protože nejlevnější konfigurace začínají na 999 $, respektive 1199 $. České ceny (za tyto nejlevnější verze) jsou oficiálně 29 990 Kč a 35 990 Kč.

Zdroje: Apple, Tom's Hardware

Byl pro vás článek přínosný?