Apple A15 Bionic: процессор и характеристики¶

Apple A15 Bionic — 64-битный система-на-кристалле (SoC) производства компании Apple, представленный 14 сентября 2021 года вместе с линейкой смартфонов iPhone 13. Чип выполнен по 5-нанометровому техпроцессу (N5P — улучшенная версия) тайваньской компании TSMC и стал вторым процессором Apple, выпущенным по данному техпроцессу (после A14 Bionic). A15 Bionic используется в смартфонах iPhone 13, iPhone 13 mini, iPhone 13 Pro, iPhone 13 Pro Max, а также в базовых моделях iPhone 14 и iPhone 14 Plus (в последних — с увеличенным объёмом оперативной памяти). Кроме того, чип лёг в основу планшетов iPad mini (6-го поколения) и Apple TV 4K (3-го поколения).

¶Архитектура и устройство

A15 Bionic включает 6-ядерный центральный процессор (CPU) с архитектурой ARMv8.5-A, разделённый на два кластера: два высокопроизводительных ядра (кодовое название Avalanche) с тактовой частотой до 3,23 ГГц и четыре энергоэффективных ядра (кодовое название Blizzard) с частотой около 1,82 ГГц. По сравнению с предшественником A14 Bionic, производительность CPU выросла примерно на 10–15%.

Графический процессор (GPU) в A15 Bionic имеет конфигурацию с 4 или 5 ядрами в зависимости от модели устройства. В iPhone 13 и iPhone 13 mini используется 4-ядерный GPU, тогда как в iPhone 13 Pro, iPhone 13 Pro Max, iPad mini 6 и iPhone 14/14 Plus — 5-ядерный. Производительность GPU заявлена Apple как на 30% выше, чем у конкурентов, однако по сравнению с A14 Bionic прирост составляет около 15–20%.

В состав SoC также входит нейронный процессор (Neural Engine) нового поколения с 16 ядрами, способный выполнять до 15,8 триллионов операций в секунду (TOPS). Это на 40% больше, чем у A14 Bionic (11 TOPS). Neural Engine используется для задач машинного обучения, обработки изображений, распознавания лиц и голоса.

¶Память и контроллеры

A15 Bionic поддерживает двухканальную оперативную память типа LPDDR4X-4266. В iPhone 13 и 13 mini объём ОЗУ составляет 4 ГБ, в iPhone 13 Pro и Pro Max — 6 ГБ, в iPhone 14 и 14 Plus — также 6 ГБ. Пропускная способность памяти достигает 34,1 ГБ/с. Встроенный контроллер обеспечивает работу с накопителями стандарта NVMe через интерфейс Apple Fabric.

¶Модем и связь

В отличие от предыдущих поколений, в A15 Bionic интегрирован модем 5G, соответствующий спецификациям 3GPP Release 15. Модем поддерживает как суб-6 ГГц (Sub-6), так и миллиметровый диапазон (mmWave) в версиях для рынка США. Скорость загрузки в сетях 5G достигает 7,5 Гбит/с (mmWave) и 2 Гбит/с (Sub-6). Чип также поддерживает Wi-Fi 6 (802.11ax), Bluetooth 5.0 и сверхширокополосную связь (UWB) для работы с чипом U1.

¶Медиапроцессор и обработка изображений

Важной частью A15 Bionic является усовершенствованный сигнальный процессор изображений (ISP), который обеспечивает работу вычислительной фотографии. Он поддерживает съёмку видео в формате Dolby Vision HDR (до 4K при 60 кадрах в секунду), ProRes (в моделях Pro), а также новые алгоритмы шумоподавления и улучшения детализации. Благодаря ISP в iPhone 13 появился режим «Киноэффект» (Cinematic Mode) с автоматической сменой фокуса при съёмке видео.

¶Производительность и энергопотребление

По данным бенчмарков Geekbench 5, одноядерная производительность A15 Bionic составляет около 1720–1740 баллов, многоядерная — 4600–4850 баллов. В тесте AnTuTu чип набирает порядка 820 000–850 000 баллов. Энергопотребление SoC осталось на уровне предшественника, однако благодаря оптимизации архитектуры и техпроцесса N5P удалось добиться лучшей энергоэффективности: в режиме воспроизведения видео iPhone 13 работает до 19 часов против 17 часов у iPhone 12.

¶Сравнение с предшественником и конкурентами

По сравнению с A14 Bionic, A15 Bionic обеспечивает прирост CPU около 10–15% и GPU около 15–20%. Основные изменения коснулись нейронного движка и ISP. Среди конкурентов на момент выхода основным соперником считался Qualcomm Snapdragon 888 и позднее Snapdragon 8 Gen 1. По совокупной производительности CPU и GPU A15 Bionic превосходил Snapdragon 888 примерно на 30–40%, а Snapdragon 8 Gen 1 — на 20–30%. По энергоэффективности преимущество Apple также было существенным: при аналогичной нагрузке A15 потреблял заметно меньше энергии.

¶Критика и особенности

Отдельные обозреватели критиковали Apple за то, что в базовых iPhone 13 используется урезанный 4-ядерный GPU, тогда как в Pro-версиях установлен 5-ядерный. Также отмечалось, что прирост производительности по сравнению с A14 оказался умеренным, а основной упор был сделан на улучшение камеры и автономности. Кроме того, в сентябре 2022 года появилась информация о проблемах с перегревом чипа в некоторых сценариях нагрузки, однако массового характера эти случаи не носили.

¶Применение

A15 Bionic устанавливался в следующие устройства:

• iPhone 13, iPhone 13 mini (4-ядерный GPU, 4 ГБ ОЗУ);
• iPhone 13 Pro, iPhone 13 Pro Max (5-ядерный GPU, 6 ГБ ОЗУ);
• iPhone 14, iPhone 14 Plus (5-ядерный GPU, 6 ГБ ОЗУ);
• iPad mini (6-го поколения) (5-ядерный GPU, 4 ГБ ОЗУ);
• Apple TV 4K (3-го поколения) (4-ядерный GPU, 4 ГБ ОЗУ).

¶Источники

• Apple Inc. — официальные пресс-релизы и технические спецификации (2021–2022).
• AnandTech — обзор Apple A15 Bionic (2021).
• Geekbench 5 — результаты бенчмарков.
• TechInsights — анализ кристалла A15 Bionic.