Аннотация:
Кажется, чипы для мобильных телефонов уже давно не интересны? В последние несколько лет, когда бы ни закончилась осенняя конференция, мы всегда можем услышать цифры типа «еще один процент улучшения», но опыт, стоящий за этими цифрами, часто трудно описать. Потратьте еще несколько минут на пробежку, и вы увидите это, но если вы действительно хотите, чтобы все «почувствовали» это, это всегда на расстоянии. Пока в этом году не появился чип A20 Pro.
Это чип, который действительно заставляет вас «почувствовать» прирост производительности — он приносит не просто процентное увеличение результатов, но и инженерную революцию, которая фундаментально меняет мобильный опыт.
2 нм: превосходство технологий в тонких и легких мобильных телефонах
"2-нм техпроцесс позволяет нам увеличить плотность транзисторов, повысить энергоэффективность и еще больше повысить производительность. Он приносит значительные улучшения на уровне всей системы". Дэн Мюррей, вице-президент Apple по разработке микросхем, сказал это, представляя A20 Pro.
A20 Pro — первая SoC Apple для мобильных телефонов, выполненная по 2-нм техпроцессу. Это значительное число, и меньшее число для технологического процесса означает, что больше транзисторов можно разместить на одной и той же площади кристалла, одновременно позволяя им работать при более низких напряжениях.
Это крайне важно для небольших устройств, таких как мобильные телефоны, которые питаются от аккумуляторов и имеют ограниченное пространство для рассеивания тепла. Но 2-нм техпроцесс — не единственное достижение A20 Pro. Настоящий прорыв заключается в фундаментальной реконструкции «внутренней структуры» чипа — от вертикальной укладки к конструкции «бок о бок».
Революция в области рассеивания тепла в упаковке чипсов
До A20 Pro во всех чипах Apple A-серии для мобильных телефонов использовалась технология упаковки PoP (Package-on-Package). Это вертикальное расположение SoC и DRAM. Чип памяти похож на крышку кастрюли, прижимающую кастрюлю SoC.
Упаковка PoP позволяет сделать чип небольшим и компактным, экономя ценное внутреннее пространство. Но цена столь же очевидна. Память размещена непосредственно на SoC, что помешает трем людям.
В результате A20 Pro обратился к новой технологии упаковки — WMCM (Wafer-Level Multi-chip Module, многочиповый модуль уровня пластины). Эта технология изначально была реализована на чипах Mac серии M, а теперь впервые применяется на iPhone.
Основное изменение WMCM простое: вместо того, чтобы размещать память в SoC, разместите их рядом.
«Это действительно приведет к увеличению размера, но мы работаем с системной командой, чтобы решить эту проблему на уровне системы. Поскольку SoC теперь напрямую подключен к испарительной камере VC, преимущество состоит в том, что он легко рассеивает тепло». Дэн Мюррей добавил.
Как будто железный котел (SoC) и крышка кастрюли (DRAM) расположены рядом на столе, и тепло может быть быстро рассеяно.
Четыре основных принципа теплового дизайна iPhone
Если WMCM изменил «форму» чипа, то система отвода тепла, построенная вокруг него Apple, действительно завершила качественный переход от «может рассеивать тепло» к «может рассеивать тепло».
Испарительная камера iPhone 18 Pro и задняя часть аккумулятора, вид изнутри
Банафшех Барабади, старший менеджер по термическому проектированию Apple, охарактеризовал систему как «четыре столпа»:
1) Прямой путь отвода тепла SOC, 2) термоинтерфейсный материал «металл поверх пены», 3) испарительная камера VC с площадью рассеивания тепла в три раза больше, чем у серии iPhone17 Pro, 4) первая в отрасли объединительная плата дисплея из нанодвойника, используемая в мобильных телефонах.
"Благодаря этим четырем принципам устойчивая эффективность охлаждения была значительно улучшена. По сравнению с iPhone 17 Pro, устойчивая производительность графического процессора iPhone 18 Pro улучшилась на 40%. По сравнению с iPhone 16 Pro, устойчивая производительность выросла почти вдвое". — сказал Банафшех.
Что это значит? Когда вы запускаете на своем телефоне высоконагруженные игры, такие как «Genshin Impact», снимаете видео в формате 4K ProRes или используете функции искусственного интеллекта на устройстве, iPhone 18 Pro может поддерживать максимальную производительность в течение длительного времени без регулирования — что раньше было практически невозможно.
ДНК серии M: межплатформенная интеграция технологий
Еще одно секретное оружие A20 Pro связано с его «наследием» — оно во многом основано на опыте проектирования чипов M-серии на Mac.
«Мы — команда разработчиков чипов. Базовые модули, такие как ЦП, графический процессор и Apple Neural Network Engine, на самом деле разрабатываются вместе. Затем их можно расширить до различных продуктов и использовать на Apple Watch, iPhone, iPad и Mac». Дэн Мюррей представился.
Другими словами, чипы серии A, используемые Apple в мобильных телефонах, и чипы серии M, используемые в компьютерах, являются работой группы людей.
В частности, в A20 Pro реализовано несколько ключевых кроссплатформенных технологий:
Суперядра впервые появились в iPhone — эти сверхбольшие ядра, первоначально использовавшиеся в компьютерах Mac, были перенастроены на A20 Pro, чтобы соответствовать температурным и энергетическим ограничениям iPhone. Они обеспечивают производительность, подобную настольному компьютеру, при кратковременных рабочих нагрузках, таких как запуск приложений и загрузка веб-страниц.
Дизайн двигателя с двумя нейронными сетями. A20 Pro впервые оснащен двумя независимыми 16-ядерными нейронными двигателями, всего 32 ядра. Они могут работать независимо или сотрудничать в «режиме соединения» для достижения более высокой пропускной способности при более низких напряжениях. Это критически важно для конечных рабочих нагрузок искусственного интеллекта, таких как Siri, вычислительная фотография и генерация изображений.
Пропускная способность памяти увеличена на 50 % — интерфейс расширен с 64-битного LPDDR5 до 96-битного LPDDR5X, что обеспечивает большую пропускную способность данных для рабочих нагрузок, интенсивно использующих память (таких как игры, логический вывод искусственного интеллекта).
Семиъядерный графический процессор. Производительность графики улучшена на 40 % по сравнению с предыдущим поколением. Он оснащен нейронным ускорителем графического процессора второго поколения для дальнейшего расширения возможностей генерации изображений.
Этот «полностью экологический» обмен технологиями делает A20 Pro не изолированным чипом, а расширением всех возможностей аппаратной системы Apple на мобильной стороне. Он также значительно улучшил возможности искусственного интеллекта серии iPhone 18 Pro.
Дэн Мюррей упомянул об основных взглядах Apple на искусственный интеллект: «Не все рабочие нагрузки искусственного интеллекта предъявляют одинаковые требования к вычислительным ресурсам. Необходимо задействовать все процессоры, графические процессоры и ANE. Платформа Core AI помогает разработчикам сопоставлять различные задачи искусственного интеллекта с наиболее подходящим вычислительным блоком и в полной мере использовать преимущества каждого компонента оборудования».
Невидимый дизайн, видимый опыт «В Apple снижение температуры поверхности в области захвата и увеличение продолжительности устойчивой нагрузки на самом деле являются двумя проявлениями одной и той же цели. Потому что наша цель — предоставить пользователям наилучшие впечатления при выполнении всех операций». - Когда мы спросили об основной цели этого поколения теплового проектирования, - сказал Банафшех.
Стратегия Apple предполагает двусторонний подход: одновременно улучшая охлаждающую способность системы и оптимизируя энергоэффективность чипа.
Все решения, принятые соответствующими командами Apple, от испарительной камеры VC второго поколения до использования нанодвойников медных материалов, направлены на то, чтобы позволить теплу в области захвата пользователя рассеиваться как можно быстрее, гарантируя при этом, что чип имеет достаточный запас для достижения более устойчивой производительности.
iPhone 18 Pro, вид спереди, паровая камера, внутренний вид
Результатом этой концепции дизайна является то, что, хотя iPhone 18 Pro выдерживает более высокую производительность, температура в зоне хранения пользователя становится более контролируемой. Вы можете бесперебойно запускать крупномасштабные игры в течение длительного времени, не снижая частоту, и у вас не будет ощущения, что вы можете поджарить яйцо во время игры.
"Больше всего я горжусь тем, что пользователь на самом деле невидим. Это также одна из первоначальных целей нашего дизайна". Банафшех сказал об этой системе охлаждения.
Это очень «яблочно» — они надеются, что пользователей волнует не площадь испарительных камер ВК или микроструктура нанодвойниковой меди. Они хотят, чтобы пользователи знали только одно: этот телефон действительно стабилен.
Философия продукта Apple всегда заключалась в том, чтобы скрывать сложность в деталях, делая процесс взаимодействия естественным и приятным. То же самое относится и к A20 Pro — вам не нужно понимать, что означает 2-нм техпроцесс или как работает WMCM. Все, что вам нужно знать, это то, что приложения открываются быстрее, игры работают более стабильно, фотографии делаются более плавно, а редактирование видео больше не зависает.
В этом и есть суть A20 Pro — это не техническая визитная карточка для показухи, а тихая и спокойная революция в пользовательском опыте.
Инженерный голос Apple
От 2-нм процесса до упаковки WMCM, от двойных нейронных двигателей до четырех основных принципов рассеивания тепла — каждый технологический прорыв этого поколения чипов — это не изолированная игра с параметрами, а полный набор системного проектирования.
Здесь также скрыта очень «яблочная» логика продукта: начиная с опыта, который действительно важен для пользователей, и затем используя возможности всей продуктовой системы для его решения.
С этой точки зрения A20 Pro — это не только технический отчет команды разработчиков чипов Apple, но и новое определение всей индустрии мобильных компьютеров. В то время как лагерь Android все еще обсуждает стратегию планирования «сверхбольшое ядро + большое ядро + маленькое ядро», Apple незаметно интегрировала архитектуру производительности уровня настольного компьютера, собственный ускоритель искусственного интеллекта и первое в отрасли решение для рассеивания тепла в мобильный телефон толщиной менее 9 мм.
Возможно, именно поэтому iPhone 18 Pro кажется таким необычным: благодаря ему люди впервые осознают, что мобильный телефон может быть таким быстрым и в то же время таким спокойным.
И, пожалуй, только Apple может это сделать.
Комментарии