Apple A10X: первые подробности

Apple A10X

Вчера наши коллеги из TechInsights поделились первыми подробностями о самом производительном мобильном чипе с архитектурой ARM, Apple A10X от iPad Pro 10.5″. Главная новость состоит в том, что процессор создан на базе техпроцесса TSMC 10-нм FinFET, а его площадь составляет 96.4 мм2. Другим чипом с таким же техпроцессом является Helio X30 компании MediaTek, но он пока еще нигде не используется. В свою очередь процессоры Exynos 8895 и Snapdragon 835 созданы на базе 10-нанометрового техпроцесса Samsung, а 10-нанометровые процессоры Intel ожидаются ближе к концу этого года.

Напомню, что в графическом бенчмарке GFXBench Apple A10X продемонстрировал производительность на уровне прошлогоднего Intel Core i7-6770HQ ($434, 45 Вт), имеющего самое производительное встроенное ГПУ (Iris Pro Graphics 580) среди десктопных процессоров. Не меньше впечатляет сравнение быстродействия и размеров A10X с его предшественниками:

A10X A9X A8X A6X A5X
Год 2017 2015-2016 2014 2012 (октябрь) 2012 (март)
Площадь чипа 96 мм2 147 мм2 128 мм2 123 мм2 165 мм2
GFXBench T-Rex 213.5 к/с 119.9 к/с 77.9 к/с 17.2 к/с 6.8 к/с
Техпроцесс TSMC 10-нм FinFET TSMC 16-нм FinFET TSMC 20-нм Samsung 32-нм Samsung 45-нм
ЦПУ 3 x Fusion
(Hurricane + Zephyr)
2 x Twister 3 x Typhoon 2 x Swift 2 x Cortex A9
Частота ЦПУ ~2.36 ГГц 2.26 ГГц 1.5 ГГц 1.3 ГГц 1.0 ГГц
ГПУ 12-кластерное 12-кластерное PowerVR Series7 8-кластерное PowerVR GXA 6850 PowerVR SGX 554 MP4 PowerVR SGX 543 MP4
Память 4 Гб LPDDR4 4 Гб LPDDR4 2 Гб LPDDR3 1 Гб LPDDR2 1 Гб LPDDR2
Разрядность памяти 128-бит 128-бит 128-бит 128-бит 32-бит
Пропускная способность памяти ? 51.2 Гб/с 25.6 Гб/с 17.1 Гб/с 12.8 Гб/с
Кэш L2 8 Мб 3 Мб 2 Мб 1 Мб 1 Мб
Кэш L3 4 Мб

Как видно из таблицы и графика ниже, по сравнению с предшественником, A9X, площадь чипа снизилась на 35%, при этом его графическая скорость выросла на 78% (если сравнивать с процессором от 9.7-дюймовой версии iPad Pro).

Apple A10X die

При сравнении с процессором 5-летней давности речь идет уже о 42% уменьшении размеров при 31-кратном росте производительности.

Apple A10X die change

Любопытно, что такой результат достигнут при сохранении прежней структуры ГПУ и добавлении в ЦПУ еще одного дополнительного ядра (если сравнивать с A9X). Претерпело ли ГПУ какие-либо архитектурные изменения неизвестно. С учетом одинаковой продолжительности автономной работы у 9.7-дюймовой и 10.5-дюймовой версий и их одинаковых размеров, графическая производительность скорее всего была наращена за счет повышения тактовой частоты, что в свою очередь стало возможным благодаря переходу с 16-нм на 10-нм техпроцесс.

Вообще же, по оценкам TechInsights, переход на 10-нанометровую литографию сопровождается у полупроводниковых компаний следующим уменьшением площади чипа:

  • TSMC 10-нм FinFET vs TSMC 16-нм FinFET — на 49%
  • Samsung 10-нм LPE vs Samsung 14-нм LPP — на 36%
  • Intel 10-нм vs Intel 14-нм — на 63%.

В последние годы именно техпроцесс позволяет из года в год увеличивать быстродействие процессоров и более-менее придерживаться закона Мура, наращивая количество транзисторов. До этого большую роль играло также повышение тактовой частоты, но с середины 2000-х она практически не растет.

Любопытно, что в те годы некоторые специалисты сильно переоценили возможности полупроводниковой промышленности. Так, например, в апреле 2002 года глава Intel предсказал, что к 2010 году процессоры будут иметь 10 млрд. транзисторов и тактовую частоту в 30 ГГц. Между тем даже даже у прошлогоднего семейства 14-нанометровых серверных 22-ядерных процессоров Intel Xeon E5-2600 v4 (Broadwell-EP) количество транзисторов составляет около 7 млрд. (при размерах процессора 18.1 x 25.2 мм), а их тактовая частота — около 3 ГГц. Впрочем, если рассматривать графические процессоры, то в них количество транзисторов на чипе площадью 815 мм2 (примерно 28.5 x 28.5 мм) достигает уже 21 млрд. (на примере Tesla V100), правда и тактовая частота у ГПУ по сравнению с процессорами в несколько раз ниже.

Судя по фактическим размерам затвора (20 нанометров при 14-нанометровом техпроцессе), возникновению квантовых эффектов при толщине затвора менее трех нанометров (условно), динамике перехода на новый техпроцесс и стратегии «тик-так-так» компании Intel, действие закона Мура может продлиться до 2030 года.

С использованием данных TechInsights и AnandTech

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *