Apple A12 Bionic

Apple A12 Bionic — это 64-битный ARM-микропроцессор, разработанный компанией Apple Inc. и выпущенный в 2018 году. Он относится к двенадцатому поколению процессоров Apple серии A и является первым коммерческим процессором в мире, изготовленным по 7-нанометровому технологическому процессу. A12 Bionic используется в смартфонах iPhone XS, iPhone XS Max и iPhone XR, а также в планшетах iPad Air (3-го поколения) и iPad mini (5-го поколения). Процессор отличается высокой производительностью и энергоэффективностью, а также встроенным нейронным движком для задач искусственного интеллекта.

История

Разработка A12 Bionic началась после выпуска A11 Bionic в 2017 году. Основной целью инженеров Apple было повышение производительности и энергоэффективности за счёт перехода на более тонкий техпроцесс. В сентябре 2018 года на презентации iPhone XS и XS Max компания анонсировала A12 Bionic, назвав его «самым умным и мощным процессором в смартфоне» на тот момент. Производство чипов осуществлялось компанией TSMC (Тайвань) по 7-нм технологии (N7). В 2019 году процессор также был установлен в iPad Air (3-го поколения) и iPad mini (5-го поколения), что расширило его применение.

Архитектура

A12 Bionic построен на архитектуре ARMv8.3-A и включает несколько ключевых компонентов:

Центральный процессор (CPU)

ЦП состоит из шести ядер: двух высокопроизводительных ядер (Vortex, с частотой до 2,49 ГГц) и четырёх энергоэффективных ядер (Tempest, с частотой до 1,59 ГГц). Высокопроизводительные ядра обеспечивают до 15% более высокую производительность по сравнению с A11 Bionic, а энергоэффективные — до 50% меньший энергопотребление при выполнении простых задач. Архитектура Vortex включает улучшенные предсказатели ветвлений и более широкие конвейеры, что увеличивает пропускную способность.

Графический процессор (GPU)

Графический процессор A12 Bionic является четырёхъядерным, разработанным Apple. Он обеспечивает до 50% более высокую производительность в графике по сравнению с A11 Bionic. GPU поддерживает аппаратное ускорение для Metal 2 (API для работы с графикой и вычислениями) и обеспечивает улучшенную обработку теней, освещения и текстур в играх и приложениях дополненной реальности.

Нейронный движок (Neural Engine)

Нейронный движок A12 Bionic — это специализированный блок для машинного обучения, состоящий из восьми ядер. Он способен выполнять до 5 триллионов операций в секунду (TOPS). Это позволяет обрабатывать задачи реального времени, такие как распознавание лиц (Face ID), улучшение фото, обработка речи и анимации. Нейронный движок работает независимо от ЦП и ГП, что снижает энергопотребление.

Система на кристалле (SoC)

A12 Bionic включает в себя контроллер памяти (LPDDR4X), сопроцессор движения M12, ISP (Image Signal Processor) для обработки изображений, аудиопроцессор и другие компоненты. Объём оперативной памяти в устройствах на A12 Bionic составляет 4 ГБ (в iPhone XS и XS Max) или 3 ГБ (в iPhone XR). Пропускная способность памяти достигает 34,1 ГБ/с.

Технические характеристики

• Техпроцесс: 7-нм (TSMC N7)
• Транзисторы: 6,9 миллиарда
• CPU: 6 ядер (2 Vortex + 4 Tempest)
• GPU: 4 ядра
• Нейронный движок: 8 ядер, 5 TOPS
• Память: LPDDR4X (конфигурации 3 ГБ или 4 ГБ)
• Площадь кристалла: 83,27 мм²
• Кэш: L1 (128 КБ на ядро), L2 (8 МБ общий)

Производительность

По результатам тестов Geekbench 4, A12 Bionic набирает около 4800 баллов в одноядерном режиме и 11500 баллов в многоядерном. В AnTuTu (версия 7) устройства на A12 Bionic показывают около 350 000 баллов. Это делает процессор одним из самых мощных в своём классе на момент выхода, превосходя по производительности многие процессоры конкурентов, такие как Snapdragon 845 (Qualcomm) и Kirin 980 (HiSilicon). В реальных задачах A12 Bionic обеспечивает плавную работу интерфейса, быструю загрузку приложений и высокую частоту кадров в играх.

Применение

• iPhone XS (сентябрь 2018)
• iPhone XS Max (сентябрь 2018)
• iPhone XR (октябрь 2018)
• iPad Air (3-го поколения) (март 2019)
• iPad mini (5-го поколения) (март 2019)

Процессор также используется в некоторых устройствах для разработки и тестирования приложений, но не устанавливался в Mac или другие компьютеры.

Критика

Основной критикой A12 Bionic является отсутствие поддержки 5G-сетей, что стало актуально с появлением 5G-смартфонов в 2019 году. Также некоторые пользователи отмечают, что при длительных нагрузках (например, в играх) процессор может нагреваться, что приводит к снижению частот (троттлингу). Однако в целом A12 Bionic получил положительные отзывы за производительность и энергоэффективность.

Интересные факты

• A12 Bionic стал первым в мире процессором, выпущенным по 7-нм техпроцессу в коммерческих устройствах.
• Нейронный движок A12 Bionic используется для обработки анимаций Memoji и Animoji в реальном времени.
• Процессор поддерживает технологию Smart HDR для улучшения фотографий при слабом освещении.
• В 2019 году A12 Bionic был установлен в iPad Air (3-го поколения), что сделало его первым iPad с 7-нм процессором.

Источники

• Apple Inc. (2018). «iPhone XS — Technical Specifications».
• AnandTech. (2018). «The Apple A12 Bionic SoC: A 7nm Powerhouse».
• Geekbench. (2018). «Apple A12 Bionic Benchmark Results».
• TSMC. (2018). «7nm Technology».
• Wikipedia. (2023). «Apple A12 Bionic».