Apple A10X Fusion: Ураганим с ветерком

С планшетами дела были не очень, но отступать Apple не собиралась. На смену Apple A9X, все еще одной из самых выдающихся планшетных SoC на рынке, пришла Apple A10X, еще более выдающаяся. В тестах Apple A9X оставляла позади процессоры от Intel, но изменить положение на планшетном фронте это не помогло. И вот – еще одна попытка.

Победы в соревнованиях с Intel-процессорами даром Apple не прошли. Компанию уже не раз обвиняли в нечестной игре: её инженеры, с чисто корыстными целями, “затачивали” системы-на-чипе исключительно на победу в тестах. Чтобы привлечь внимание, обидеть Intel, заставить публику покупать iOS-устройства. Это мошенничество, в особо крупных размерах (годовой тираж этих устройств, несмотря на рецессию, превышал сто миллионов штук).

Даже если бы этому и уделялось пристальное внимание в Apple, в чем криминал? Продажи или смерть – главный закон рынка. Привлечь внимание, доказать своё превосходство, и не разочаровать поверивших. А “синтетические” тесты, что бы про них не говорили, все же достаточно объективны. И на тестирование и отладку разрабатываемых чипов в отделении микроэлектроники Apple не жалеют ни средств, ни времени – о чем сообщала сама Apple, это чуть ли не единственная открытая информация про отделение микроэлектроники компании.

А в других мастерских этого профиля не так? Не может быть.

Действительно ли Apple Ax стали угрозой для Intel и AMD? Вообще-то, системы-на-чипе от Apple для широкой продажи не предназначались. Они идеально подходили только для тех устройств, в которых использовались. И выигрывали в гонках исключительно внутри этих устройств, управляемых заранее известной операционной системой, в заранее известных разработчикам SoC конфигурациях. Для этого все и задумывалось. Никто и никогда этого не скрывал.

Прогресс Apple Ax бы ошеломляюще стремителен. От Apple A4 (которая ничем особенным на общем фоне не выделялась) до Apple A10X Fusion, всего за 8 лет. Впечатляет. Кстати, Apple A4, хотя в его названии и нет буквы “X”, тоже можно отнести к X-серии. Его дебют совпал с дебютом iPad. Первая планшетная система-на-чипе. Но официально эта серия началась с Apple A5X.

Итак, на смену продвинутой и лучшей в мире системы-на-чипе для iOS-устройств Apple A9X пришла еще более продвинутая система-на-чипе Apple A10X Fusion. Продвинутая ли она?

Это продолжение серии про чипы разработанные Apple. Предыдущие части:

Первая часть: В тени Apple A4;
Вторая часть: Рождение “яблочного” процессора;
Третья часть: Возвращаясь к началу начал: Apple A6/A6X (Swift);
Четвертая часть: Cyclone приходит на смену Swift (в Apple A7);
Пятая часть: Еще один “NeXT”, или сопроцессор для фитнеса (Apple M7);
Шестая часть: Cyclone превращается в Typhoon (Apple A8);
Седьмая часть: Apple S1: загадка, укрытая тайной;
Восьмая часть: Apple A8X: Графика в зоне особого внимания;
Девятая часть: Apple A9 – обманщик, негодяй и чипгейт;
Десятая часть: Apple A9X: Ядерная физика?;
Одиннадцатая часть: Apple A10 Fusion;
Двенадцатая часть: Apple T1: iOS-устройство проникает в Mac.

Признаки прогресса

В 2017 году ожидалось что Intel, Samsung и TSMC начнут производство микросхем по технологии 10 нм. Переход на эту технологию был сложнее чем ожидалось. В начале года с этим справились только Samsung (процесс LPE) и TSMC (процесс FinFET).

Поскольку я об этом упомянул, вы уже догадались что все это имеет отношение к новой SoC “фруктового” гиганта. Да. Apple A10X Fusion производился по технологии 10 нм FinFET.

В TSMC работали над процессом 7 нм, считая процесс 10 нм короткой остановкой на пути в будущее – но об этом мы поговорим когда-нибудь потом.

A10X:

A10X была самой “мощной” из всех систем-на-чипе X-серии, при этом по размеру кристалл был самым маленьким из них – 96,4 кв.мм.

Площадь кристаллов X-серии:

Как и в Apple A10 Fusion, в A10X использовалась архитектура big.LITTLE, и те же ядра – Hurricane (Ураган) и Zephyr (Зефир, но еще и Ветерок или Бриз). В big.LITTLE используют ядра двух типов, ураганно мощные и энергосберегающие. Кто из них кто в A10X не скажу. Догадайтесь.

В A10X ядер каждого типа было по три (вместо двух в A10), если не учитывать технологию производства, внешне, ядра были практически такими же. К сожалению, привести снимок поверхности чипа с расшифровкой я не могу. Подробная информация о вскрытых чипах, в том числе и снимки с приемлемым увеличением и с аннотациями, теперь предоставляются только подписчикам и без права публикации.

В свободном доступе только это:

Максимальная тактовая частота ядер Hurricane в A10X была увеличена до 2,38 ГГц (в A10 – 2,34 ГГц).

Кэш третьего уровня в A10X отсутствует в принципе, кэш второго уровня – 8 Мегабайт.

Графический процессор – PowerVR Series 7XT GT7600 Plus в 12-кластерной конфигурации. В A10 использовался тот же GPU, только в 6-кластерной конфигурации. Эксперты вместо термина “кластер” чаще употребляют более привычный термин “ядро”, хотя PowerVR очень убедительно объяснила почему это скорее кластеры, чем ядра. Но не будем отвлекаться.

И это был не совсем PowerVR Series 7XT GT7600 Plus, но про графические процессоры поговорим чуть позже.

Помимо CPU и GPU, на кристалле располагалось много всего интересного: сопроцессор движения Apple M10, “секретный анклав”, контроллер флэш-памяти NVMe, и масса всяких совершенно секретных элементов.

Целый мир на кристалле. И да – в гонках Apple A10X Fusion показывала феноменальные результаты, сравнимые с Intel Core i7 в MacBook Pro 2015 года. В индустрии уже говорили о том что процессоры от Intel больше не нужны Apple, что компания вот-вот переведет Mac’и на ARM-процессоры собственной разработки. Но это еще одна “другая история”.

Графика от Apple?

Фил Шиллер, в ответ на вопросы журналистов, еще в 2016 году, подтвердил: Apple вносит изменения в графические процессоры от PowerVR. Легально и официально. И уже давно.

Внедрение Metal усилило эту тенденцию. Обе SoC, Apple A10 Fusion и Apple A10X Fusion, в тестах использующих Metal были значительно эффективнее, чем в тестах с OpenGL или OpenCL. Только Apple могла оптимизировать работу GPU с новыми версиями Metal, пока еще совершенно секретными.

О том что в отделении микроэлектроники Apple создается полноценное подразделение для разработки графических процессоров, хоть это и считалось закрытой информацией, знали и эксперты, и журналисты. Без каких-либо утечек.

Вакансии с очень специфическими требованиями, модернизация GPU от PowerVR, наконец подозрительное невнимание Apple к PowerVR серий 8XE и 8XE Plus в 2016 и 2017 годах. И это невнимание было взаимным: в 8XE и 8XE Plus не поддерживался Metal.

12-ядерный PowerVR Series 7XT GT7600 Plus в Apple A10X Fusion был всего в полтора раза производительнее чем 12-ядерный PowerVR Series 7XT GTA7850 в Apple A9X (“A” в “GTA” указывает на большее чем обычно участие Apple в его разработке). PowerVR не подвела, её стандартный GPU в 12-ядерной конфигурации позволял Apple A10X Fusion брать призовые места – но для категории “самый-самый”, на которую эту систему-на-чипе номинировала Apple это казалось недостаточным.

А еще, про PowerVR Series 7XT GT7600 Plus почти ничего не сказали во время презентации. Обозреватели уже знали что это последний GPU от PowerVR в Apple Ax. В Apple A11 ждали GPU “яблочной” разработки.

Сторонние наблюдатели заявляли что это невозможно. Достойную графику Intel удалось (или не удалось – я встречал и такое мнение) создать за 20 лет напряженной работы. Это особенное направление в микроэлектронике, и всяким выскочкам (Apple) с этим ни за что не справиться. Но пусть де попытаются – мы посмеёмся.

Но…

Продолжение следует, а пока обсудить историю Apple вы можете в нашем Telegram-чате.