Apple investuje miliardy dolarů do vývoje vlastního mobilního procesoru, který dělá z iPhonu extrémně výkonné zařízení. Co nové čipsety A18 a A18 Pro (dříve označované Apple Bionic) umí a jak se odlišují od konkurence? A jak z jejich výkonu těží nejnovější řada telefonů iPhone 16?
Apple se rozhodl, že letos představí hned dva modely nových procesorů A18, a to A18 a A18 Pro. To znamená, že nový čipset dostaly nejen prémiovější modely iPhone 16 Pro a 16 Pro Max (A18 Pro), ale i základní iPhone 16 a 16 Plus (A18). Ty se díky tomu pyšní nejen nebývalým výkonem, ale třeba i podporou Apple Inteligence (běžící zčásti na hardwaru zařízení) nebo větší energetickou efektivitou.
Samotný procesor se skládá ze 6 jader CPU (2 výkonná a 4 efektivní), 5 jader GPU a 16 jader Neural Engine dedikovaných pro AI (Apple Inteligence). Ta zvládají i složitější úlohy strojového učení, z nichž některé mohou probíhat přímo v zařízení uživatele, čímž se zajišťuje vyšší ochrana soukromí. Podle Applu tato konfigurace zajišťuje až 30% zvýšení výkonu CPU a zároveň 30% snížení spotřeby (oproti procesoru A16 Bionic, který byl minulý rok nasazený v iPhonech 15 a 15 Plus).
Co se týče grafiky, uvádí se, že Apple A18 poskytuje dokonce až o 40 % vyšší výkon a o 17 % nižší spotřebu než její předchůdce v iPhonech 15. Hráče potěší i zpráva, že A18 podporují hardwarově akcelerovaný Ray tracing, po vzoru loňského A17 Pro, a vy si tak vychutnáte lepší herní zážitek i na o něco levnějších „strojích“.
I když se Apple A18 Pro oproti svému „levnějšímu bráchovi“ dočkal méně vylepšení, stále se jedná o jeden z nejlepších (ne-li nejlepší) procesorů pro mobilní telefony. Již tak velmi výkonný předchůdce A17 Pro získal mnohá vylepšení, která se projevují nejen na jeho výkonu, ale také na efektivitě.
Obdobně jako loni je A18 Pro vybaven 6 jádrovým CPU, rozděleným na 2 výkonná jádra a 4 efektivní jádra. Zde Apple uvádí až 15% nárůst výkonu oproti A17 Pro a 20% snížení energetické náročnosti.
To, co Apple A18 Pro odlišuje od A18, je ovšem GPU. Ta má na rozdíl od A18 šest jader, a nabízí tak až o 20 % více výkonu. Podobně tomu je i u jader Neural engine, kterých sice A18 Pro nemá více, avšak obsahují navíc tzv. akcelerátory strojového učení, jejichž cílem je zlepšit výkon AI. Navíc čipset A18 Pro nabízí ještě trochu rychlejší paměť (než A18), kterou pocítíte nejen díky trochu svižnějšímu a efektivnějšímu běhu systému, ale i při rychlosti kódování videa (která je nově až dvojnásobná) nebo přesunu souborů pomocí USB 3.0.
| Porovnávaná oblast | Apple A18 | Apple A18 Pro | Snapdragon 8 Gen 3 | Mediatek Dimensity 9300 Plus |
|---|---|---|---|---|
| CPU | 2× výkonná jádra 3,89 GHz + 4× úsporná jádra 2,2 GHz | 2× výkonná jádra 3,89 GHz + 4× úsporná jádra 2,2 GHz | 1× Cortex X4 3,3 GHz + 3× Cortex A720 3,15 GHz + 2× Cortex A720 2,96 GHz + 2× Cortex A510 2,27 GHz | 1× Cortex X4 3,4 GHz + 3× Cortex X4 2,85 GHz + 4× Cortex A720 2 GHz |
| GPU | 5jádrová od Apple | 6jádrová od Apple | Adreno 750 |
Mali-G720 Immortalis MP12
|
| Výrobní proces | TSMS 3nm | TSMS 3nm | TSMS 4nm | TSMS 4nm |
| Paměť |
LPDDR5X
|
LPDDR5X
|
LPDDR5X
|
LPDDR5T
|
| Modem | 5G | 5G | Snapdragon X70 5G |
MediaTek T830
|
| Jednojádrové Výsledky v Geekbench | čekáme | čekáme | 2193 bodů | 2302 bodů |
| Vícejádrové Výsledky v Geekbench | čekáme | čekáme | 7304 bodů | 7547 bodů |
Společně s představením nových iPhonů se vždy můžeme těšit i na zajímavé hardwarové novinky v jeho vnitřnostech. Zejména jde o tzv. System on Chip (SoC). To znamená, že kromě samotného procesoru obsahuje čip i grafický koprocesor nebo do sebe integruje různé bezdrátové technologie. Apple navíc přidává i Neural Engine, tedy speciální čip pro strojové učení.
Vůbec první čip Apple Bionic se objevil v roce 2017 společně s iPhonem X. Konkrétně šlo o Apple A11 Bionic. V roce 2018 pak následoval Apple A12, v září 2019 zamířil do řady iPhone 11 čip A13 Bionic. Na podzim roku 2020 jsme se dočkali uvedení čipu A14 Bionic, o rok později procesoru A15 Bionic a v září 2022 poslední generace označované postaru A16 Bionic. Minulý rok jsme se spolehli na „starší“ A16 v základních verzích a na A17 Pro u iPhonu 15 Pro a Pro Max. Letos Apple představil hned dva procesory, Apple A18 a A18 Pro které pohání nejnovější iPhony.
Procesory, které Apple používá ve svých telefonech a tabletech, vzbuzují ve světě hardwaru velkou pozornost vzhledem k vysokému výkonu a IPC (výkonu na jeden MHz). Systémový architekt Manu Gulati byl dlouhé roky součástí vývoje čipů Apple a se svým týmem položil základy pro čipy A5X, A7, A9, A11, A12, A12X.
Apple jako jeden z úplně prvních mobilních výrobců pokořil hranici výroby a nejnovější procesor Apple A17 Pro se dočkal 3nm výrobního procesu. To má za následek vysokou energetickou úsporu. Ve srovnání s předchozím A16 Bionic je nový procesor až o 10 % rychlejší. Jeho 16jádrová neuronová jednotka pak 2násobně rychlejší a vykoná téměř 35 bilionů operací za sekundu.
Apple sám jako největší změnu čipsetu Apple A17 Pro uvádí lepší grafiku. Výkon šestijádrového GPU poskočil až o 20 %. Nově tu máme hardwarově akcelerovaný ray tracing (sledování paprsků), 4násobně rychlejší oproti softwarovému. To přijde vhod jak mobilním hrám, tak aplikacím rozšířené reality. Výrobce zmiňuje, že grafický výkon využijeme třeba v chystaných hrách konzolové kvality, jako je Resident Evil Village, Resident Evil 4, Death Stranding a Assassin's Creed Mirage.
Procesor A17 Pro také obsahuje dekodér AV1, který je určen k vysoce kvalitnímu zobrazení pořadů ze streamovacích platforem. Součástí nových iPhonů 15 Pro je rovněž port s rychlostí přenosu dat standardu USB 3.
Telefony potěší video výstupem o kvalitě 4K HDR a 60 fps. Čip se samozřejmě podílí i na zpracování obrazu z výkonných fotoaparátů. Za zmínku stojí pokročilý teleobjektiv na modelu 15 Pro Max. A17 Pro pak pomáhá i při natáčení videí za zhoršeného světla.
A17 Pro pomáhá i několika funkcím nového systému iOS 17. Třeba chytrému přepisu hlasového záznamníku, když nemůžete vzít hovor třeba kvůli probíhající poradě.
| Porovnávaná oblast | Apple A17 Bionic | Snapdragon 8 Gen 2 | Mediatek Dimensity 9200 Plus |
|---|---|---|---|
| CPU | 2× výkonná jádra 3,7 GHz + 4× úsporná jádra 2,02 GHz | 1× Cortex X3 3,2 GHz + 2× Cortex A715 2,8 GHz + 2× Cortex A710 2,8 GHz + 3× Cortex A510 2 GHz | 1× Cortex X3 3,35 GHz + 3× Cortex A715 3,0 GHz + 4× Cortex A510 2,0 GHz |
| GPU | 6jádrová od Apple | Adreno 740 | Mali-G715 |
| Výrobní proces | TSMS 3nm | TSMS 4nm | TSMS 4nm |
| Paměť | LPDDR5 | LPDDR5 | LPDDR5 |
| Modem | 5G | Snapdragon X70 5G | Mediatek T800 |
| Jednojádrové Výsledky v Geekbench |
2896 bodů
|
1 870 bodů | 1 480 bodů |
| Vícejádrové Výsledky v Geekbench |
7193 bodů
|
5 100 bodů | 5 300 bodů |
Předešlý Apple A15 Bionic procesor je stále natolik výkonný, že Apple u své nové řady iPhone 14 tohoto čipu využil a novou generaci A16 nemusel nijak zvlášť vylepšovat. Základní iPhone 14 a iPhone 14 Plus tedy stále skrývají ve svých útrobách A15 Bionic, nyní však přidávají jádro grafické jednotky navíc na celkem 5 jader. iPhone 14 Pro a iPhone 14 Pro Max jsou tak jedinými nositeli nového A16 Bionic. Co nového nabízí?
V prvé řadě je čip vyráběný 4nm procesem, oproti předešlému 5nm. Tím dochází ke zlepšení jeho energetické úspornosti. Počet tranzistorů je vyšší, A16 Bionic jich obsahuje skoro 16 miliard. Stále spoléháme na 6 jader, z čehož 2 jsou výkonnější, 4 úspornější. Maximální frekvence nepatrně poskočila. Grafika je 5jádrová s o 50 % vyšší paměťovou propustností. Stále 16jádrová neuronová jednotka zvládá téměř 17 bilionů operací za sekundu.
Apple samozřejmě dbá na energeticky úsporný provoz, což je typické právě i pro nový A16 Bionic. Ten i přes vyšší výkon zaručuje iPhonům s téměř neznatelnými změnami v akumulátorech delší výdrž na baterii.
| Porovnávaná oblast | Apple A16 Bionic | Snapdragon 8+ Gen 1 | Exynos 2100 | Kirin 9000 |
|---|---|---|---|---|
| CPU | 2× výkonná jádra 3,23 GHz + 4× úsporná jádra | 1× Cortex X2 3,2 GHz + 3× Cortex A710 2,75 GHz + 4× Cortex A510 2 GHz | 1× Cortex X1 2,91 GHz + 3× Cortex A78 2,81 GHz + 4× Cortex-A55 2,21 GHz | 1× Cortex-A77 3,13 GHz + 3× Cortex-A77 2,54 GHz + 4× Cortex-A55 2,05 GHz |
| GPU | pětijádrová od Apple | Adreno 730 | Mali-G78 | Mali-G78 |
| Výrobní proces | TSMS 4nm | TSMS 4nm | TSMS 5nm | TSMS 5nm |
| Paměť | LPDDR4X | LPDDR5 | LPDDR5 | LPDDR5/4X |
| Modem | 5G | Snapdragon X65 5G | 5G | Balong 5000 5G |
| Jednojádrové Výsledky v Geekbench | 1 879 bodů | 1 316 bodů | 966 bodů | 1 021 bodů |
| Vícejádrové Výsledky v Geekbench | 4 664 bodů | 4 199 bodů | 3 174 bodů | 3 689 bodů |
Procesorem pro rok 2021 se stal Apple A15 Bionic. Ten se stále drží 5nm výrobního procesu, kterým byl vyroben již předchůdce A14 Bionic. S ním sdílí i další parametry, jako je 64bitová architektura, 6 jader (2 výkonná, 4 úsporná), 4jádrový grafický procesor GPU či 16jádrová jednotka Neural Engine pro strojové učení. Oproti loňskému čipu však nejnovější generace přináší nárůst v počtu tranzistorů – z 11,8 miliardy u A14 Bionic jich má nejnovější A15 celkem 15 miliard.
Procesor je tak výkonný, že zvládne během vteřiny provést 15,8 bilionu operací. Systémová cache byla zdvojnásobena na 32 MB. Fotoaparátu a kameře pomůže nový obrazový procesor (ISP), třeba při potlačení šumu a mapování tónů. Video kodek dokáže kódovat formáty HEVC a H.264, dekódovat pak HEVC, H.264, MPEG-4 Part 2 a Motion JPEG.
Apple prezentuje, že Neural Engine je nyní ještě rychlejší a jeho vývoj konzultoval i s firemními týmy v oblasti fotoaparátu a softwaru. Z toho mohou uživatelé těžit třeba při používání nové funkce Live Text v iOS 15. Díky ní si lze z fotky či pouhého náhledu fotoaparátu zkopírovat vyobrazený text. Tato funkce je dostupná i na starších iPhonech Xs/Xr a novějších.
Která zařízení v sobě mají integrován právě procesor A15 Bionic? V případě telefonů jde o kompletní řadu iPhonu 13, konkrétně tedy modely iPhone 13 mini, iPhone 13, iPhone 13 Pro a iPhone 13 Pro Max. Apple však čipem vybavil i nový iPad mini 2021. Čip je doplněn o 4 GB operační paměti v iPhonech 13, 13 mini a také iPadu mini 2021 a 6 GB paměti RAM v iPhonech 13 Pro a 13 Pro Max. A15 Bionic musí být výkonný, chytrý a zároveň úsporný. V řadě iPhone 13 Pro má na starost i dynamickou obnovovací frekvenci displeje zvanou Pro Motion.
| Porovnávaná oblast | Apple A15 Bionic | Kirin 9000 | Snapdragon 888 | Exynos 2100 |
|---|---|---|---|---|
| CPU | 2× výkonná jádra 3,23 GHz + 4× úsporná jádra | 1× Cortex-A77 3,13 GHz + 3× Cortex-A77 2,54 GHz + 4× Cortex-A55 2,05 GHz | 1× Cortex X1 2,84 GHz + 3× Cortex A78 2,4 GHz + 4× Cortex-A55 1,8 GHz | 1× Cortex X1 2,91 GHz + 3× Cortex A78 2,81 GHz + 4× Cortex-A55 2,21 GHz |
| GPU | čtyřjádrová od Apple | Mali-G78 | Adreno 660 | Mali-G78 |
| Výrobní proces | TSMS 5nm | TSMS 5nm | TSMS 5nm | TSMS 5nm |
| Paměť | LPDDR4X | LPDDR5/4X | LPDDR5 | LPDDR5 |
| Modem | 5G | Balong 5000 5G | externí Snapdragon X60 5G | 5G |
| Jednojádrové Výsledky v Geekbench | 1 693 bodů | 1 021 bodů | 1 019 bodů | 966 bodů |
| Vícejádrové Výsledky v Geekbench | 4 623 bodů | 3 689 bodů | 3 113 bodů | 3 174 bodů |
Apple u svého nejnovějšího čipu staví na znalostech získaných z předešlých generací. Prvním strojem s procesorem A14 Bionic se v září 2020 stal iPad Air. Apple jej následně použil i pro svou řadu telefonů iPhone 12. Technické parametry jsou skutečně impozantní. Jedná se vůbec o první mobilní čip, který je výsledkem 5nm výrobního procesu. Ten má za následek třeba úspornější provoz CPU.
Procesor A14 Bionic je samozřejmě 64bitový a obsahuje celkem 6 jader. Z toho 2 jádra jsou vyhrazena pro náročné výpočetní operace, zatímco zbývající 4 jádra jsou energeticky úspornější a používají se pro většinu běžných činností. Výkon jednotky je o 16 % vyšší než u předchozího čipu A13 Bionic. Celkový počet tranzistorů se zastavil až na hodnotě 11,8 miliardy. Grafický čip je stále 4jádrový, ovšem nyní rychlejší přibližně o 8 % oproti předešlé generaci.
Jednotka Neural Engine pro strojové učení nyní obsahuje dvojnásobný počet jader - celkem 16 - a zvládne provádět až 11 trilionů operací za sekundu. Akcelerátory strojového učení jsou o 70 % rychlejší a vylepšen je také obrazový procesor ISP, který novým iPhonům 12 umožňuje natáčet videa v kvalitě Dolby Vision. Procesor je doplněn buď 4GB operační pamětí u iPadu Air, iPhonu 12 mini a iPhonu 12, nebo 6GB pamětí u iPhonu 12 Pro a iPhonu 12 Pro Max.
Nejbližší konkurencí procesoru A14 Bionic je samozřejmě předchozí generace Apple procesoru A13 Bionic. Oproti němu došlo u nového čipu k pokročilejšímu výrobnímu procesu, navýšení taktu a přidání podpory sítí 5G v případě nového iPhonu 12. Nejrychlejší telefony s Androidem současnosti jsou nebo budou poháněny čipsetem Qualcomm Snapdragon 888 rovněž s 5nm výrobním procesem.
Pro náš trh je místo Snapdragonu 888 určen čipset Exynos 2100 s podobnými parametry, který se představil 12. ledna na CES 2021. Ještě je tu Exynos 1080 určený pro vyšší střední třídu telefonů a do hry výrazně promlouvá i Kirin 9000, který aktuálně najdeme například v Huawei Mate 40 Pro.| Porovnávaná oblast | Apple A14 Bionic | Kirin 9000 | Snapdragon 888 | Exynos 2100 |
|---|---|---|---|---|
| CPU | 2× výkonná jádra 2,99 GHz + 4× úsporná jádra | 1× Cortex-A77 3,13 GHz + 3× Cortex-A77 2,54 GHz + 4× Cortex-A55 2,05 GHz | 1× Cortex X1 2,84 GHz + 3× Cortex A78 2,4 GHz + 4× Cortex-A55 1,8 GHz | 1× Cortex X1 2,91 GHz + 3× Cortex A78 2,81 GHz + 4× Cortex-A55 2,21 GHz |
| GPU | čtyřjádrová od Apple | Mali-G78 | Adreno 660 | Mali-G78 |
| Výrobní proces | TSMS 5nm | TSMS 5nm | TSMS 5nm | TSMS 5nm |
| Paměť | LPDDR4X | LPDDR5/4X | LPDDR5 | LPDDR5 |
| Modem | 5G | Balong 5000 5G | externí Snapdragon X60 5G | 5G |
| Jednojádrové Výsledky v Geekbench | 1 591 bodů | 1 021 bodů | 1 019 bodů | 966 bodů |
| Vícejádrové Výsledky v Geekbench | 4 106 bodů | 3 689 bodů | 3 113 bodů | 3 174 bodů |
Naměřené výsledky pochází z testů uveřejněných na browser.geekbench.com a huaweicentral.com.
Mobilní čip A13 Bionic je postavený na 7nm výrobním procesu a vychází z mikroarchitektury ARMv8.3-A. O výrobu se stará společnost TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company), která se stala výsadním dodavatelem Applu. Právě TSMC a Samsung jsou aktuálně jediní dva výrobci na světě, kteří se s nástrahami 7nm výroby poprali a unesli obrovské náklady na vývoj. O jak náročný výrobní proces jde, ilustruje situace Intelu, dosavadního lídra v oblasti výroby desktopových procesorů. V deset let starých plánech už měl letos také nabídnout 7nm čipy, ale aktuálně se mu nedaří najet ani na 10nm výrobu.
Podívejme se podrobněji na vnitřní uspořádání procesoru A13 Bionic. Ten je pochopitelně založen na 64bitové architektuře a disponuje hned šesti jádry. Z nich jsou dvě vyčleněna pro ty nejsložitější úkoly a pracují o celých 20 % rychleji, a dokonce o 30 % úsporněji než jejich předešlá generace v čipsetu A12 Bionic. Už tady je vidět, jak ohromně Apple posouvá výkon mílovými kroky kupředu. Vzpomenete si například, kdy podobný nárůst výkonu oznámili výrobci desktopových CPU?
A pokračujeme dalšími čtyřmi jádry, která pracují v úspornějším módu a slouží pro výpočetně méně náročné úlohy. I u nich se Apple skutečně činil. Také tato čtveřice jader je o 20 % rychlejší, a navíc o neuvěřitelných 40 % úspornější vůči předchozí generaci. A se stejnými čísly počítejte i v případě grafického procesoru, což potěší fanoušky náročných her a služby Apple Arcade.
Ještě však nekončíme, protože jednou ze stěžejních součástí čipu A13 Bionic je osmijádrový Neural Engine, vyvinutý přímo pro strojové učení. Neural Engine je rozdílový prvek, protože díky němu dokáže iPhone 11 svojí fotosoustavou pořizovat neskutečné snímky, i když parametry jednotlivých kamer jsou na první pohled slabší než u konkurence. Neural Engine má také pod kontrolou bleskovou autentizaci pomocí obličeje (Face ID) a má velký vliv i na bezproblémové fungování aplikací pro rozšířenou realitu.
i
Výkon Neural Engine je krásně vidět na funkci Deep Fusion. Ta funguje čistě softwarově a běží na pozadí aplikace Fotoaparát. Automaticky tak ještě před stisknutím spouště udělá celkem devět fotografií, z toho čtyři jako hlavní a čtyři sekundární. Po zmáčknutí spouště se během sekundy vytvoří další fotka s kombinací dlouhého/krátkého expozičního času. Strojové učení a Apple čip A13 Bionic se postará o zbytek.
A teď si představte, že tohle všechno dohromady je celkově energeticky méně náročné než čip A12 Bionic. Díky tomu vám iPhone 11 Pro vydrží déle na jedno nabití, a přitom je o generaci výkonnější.
V rámci Apple platformy nemá čip Bionic pochopitelně žádnou přímou konkurenci. Nicméně na platformě Android je situace mnohem rozmanitější. Zejména Huawei se hodně snaží a jeho poslední generace čipu Kirin 990 disponuje dokonce přímou podporou 5G sítí. Také je vyráběn pomocí 7nm+ EUV. Právě díky 7nm+ EUV technologii je více než 10 miliard transistorů vtěsnáno do miniaturního čipsetu. Výkonné jádro a ultra-úsporné mikrojádro přispívají k enormnímu nárůstu AI výkonu o celých 138 % vůči Kirin 980.
Nicméně v přímém srovnání s Apple A13 Bionic má celkový výkon slabší. Plusem je naopak již integrovaná podpora 5G. Otázkou je, jak moc bude do budoucna Huawei omezen pro použití v USA a v EU.
| Porovnávaná oblast | Apple A13 Bionic | Apple A12 Bionic | Kirin 990 5G | Snapdragon 855+ |
|---|---|---|---|---|
| CPU | 2× výkonná jádra 2,66 GHz + 4× úsporná jádra | 2× výkonná jádra 2,49 GHz + 4× úsporná jádra | 2× Cortex-A76 2,86 GHz + 2× Cortex-A76 2,36 GHz + 4× Cortex-A55 1,95 GHz | 1× Kryo 485 2,96 GHz + 3× Kryo 485 2,42 GHz + 4× Kryo 485 1,78 GHz |
| GPU | čtyřjádrová od Apple | čtyřjádrová od Apple | Mali-G76MP16 | Adreno 630 |
| Výrobní proces | TSMS 7nm+ | TSMS 7nm | TSMS 7nm EUV | TSMS 7nm |
| Paměť | LPDDR4X | LPDDR4X | LPDDR4X | LPDDR4X |
| Modem | LTE | LTE | Balong 5G | externí Snapdragon X50 5G |
| Jednojádrové Výsledky v Geekbench | 1 330 bodů | 1 110 bodů | 761 bodů | 766 bodů |
| Vícejádrové Výsledky v Geekbench | 3 434 bodů | 2 708 bodů | 2 860 bodů | 2 714 bodů |
Naměřené výsledky pochází z grafů GeekBench.com.
Na sklonku roku 2019 představila společnost Qualcomm nové produkty, s nimiž se budeme setkávat v nejvýkonnějších telefonech roku 2020. Snapdragon 865 má být podle prvních odhadů až o 25 % lepší než Snapdragon 855, což je vskutku zajímavé. Údajně bude ve všech svých variantách obsahovat také podporu pro 5G sítě. První testy nového čipu můžeme očekávat společně s uvedením vlajkových lodí společností Sony, Xiaomi a Samsung během veletrhu MWC Barcelona 2020 na konci února. Nicméně lze očekávat, že celkový výkon bude stále o pár procent pod čipem Apple A13 Bionic.
Apple prokazuje, že ve výrobě mobilních čipů drží trumfy. Jeho procesory dodávají iPhonům a iPadům ten nejvyšší možný výkon, odladěnost a hladký chod operačních systémů. Nově začíná s integrací také vlastních počítačových čipů a bude zajímavé sledovat, jak to vylepší budoucí produkty Apple.
