پردازنده A15 حتی از ادعاهای اپل نیز عملکرد بهتری دارد

اپل مدت‌ها است که به‌عنوان حاکم بلامنازع بازار تراشه‌های مبتنی‌بر معماری آرم شناخته می‌شود و شاید بی‌اغراق بتوان گفت که تنها رقیب اپل در این حوزه، تنها تراشه بعدی این شرکت خواهند بود. این روزها تقریبا تمامی دستگاه‌های اپل، از مک و آیپد گرفته تا آیفون و اپل واچ به پردازنده‌های اختصاصی این شرکت مجهز شده‌اند و هریک به‌نوبه خود عملکرد چشمگیری ارائه می‌دهند. جدیدترین تراشه اپل A15 Bionic نام دارد که درحقیقت نوعی SOC (سیستم‌روی‌چیپ) است که در بطن خانواده آیفون ۱۳ وظایف پردازشی برعهده گرفته است.

تراشه یادشده از بسیار جهات اهمیت خواهد داشت؛ چراکه A15 آغازگر پایه جدیدی برای مک‌ها و آیپدهایی است که تا سال ۲۰۲۲ روانه بازار خواهند شد. همان‌طورکه می‌دانید، تراشه M1 برپایه A14 Bionic طراحی شده بود؛ بنابراین، تراشه M2 نیز می‌تواند براساس A15 طراحی شود.

طبق روال معمول، اپل جزئیات زیادی را از تراشه جدید خانواده آیفون ۱۳ ارائه نداده است؛ اما در نگاه اول به‌نظر می‌رسد که این پردازنده بسیار شبیه به A14 Bionic است. هر دو تراشه دارای شش هسته پردازشی متشل از چهار هسته قوی برای پردازش‌های سنگین و دو هسته ضعیف برای پردازش‌های روزمره هستند. همچنین هر دو به یک موتور عصبی ۱۶ هسته‌ای مجهزند که برای کارهای یادگیری ماشین مانند اسکن اشیاء و چهره بهینه شده است.

مقاله مرتبط:اپل سفارش پردازنده آیفون ۱۳ را افزایش می‌دهد

هنگام رونمایی از آیفون ۱۳، اپل A15 را به‌جای مقایسه‌با نسل قبلی، با رقبای خود مقایسه کرد و از این تراشه به‌عنوان افزایش‌دهنده سرعت، بهبوددهنده واقعیت افزوده و دوربین، بهینه‌ساز قدرت، حافظ حریم خصوصی و تغییردهنده نتایج یاد کرد. همچنین، کوپرتینویی‌ها مدعی‌اند که CPU مجتمع در SOC تقریبا ۵۰ درصد از رقبا قوی‌تر است و بخش گرافیکی‌اش تا ۳۰ درصد عملکرد بهتری درمقایسه‌با رقبا دارد و تنها رقیب آن تراشه به‌کاررفته در مدل‌های پرو آیفون ۱۳ خواهد بود.

در حقیقت، تفاوت واضح بین A14 و A15 در پردازش گرافیکی است؛ زیرا اپل درست مانند پردازنده M1 دو پیکربندی گرافیکی را برای این تراشه ارائه داده است. درواقع، اپل از تکنیکی به نام binning برای غیرفعال‌سازی هسته‌های گرافیکی استفاده کرده است و در اصل تنها یک تراشه A15 وجود دارد. بااین‌حال، برخلاف آنچه که به‌نظر می‌رسد تراشه جدید اپل تفاوت‌های درخورتوجهی دیگری را نیز شامل می‌شود.

تجزیه‌وتحلیل عمیق تغییرات A15 توسط وب‌سایت Anandtech نشان می‌دهد که پیشرفت‌های چشمگیری در عملکرد درمقایسه‌با طراحی SoC سال قبل وجود دارد. این امر با استفاده از دو بهبود جدید پردازنده مرکزی برای هسته‌های CPU با کارایی بالا و قدرت بالا آغاز می‌شود. بررسی‌ها نشان می‌دهد که بیشینه فرکانس در هر هسته قدتمند جدید A15 به ۳،۲۴۰ مگاهرتز می‌رسد. در مقام مقایسه، این رقم برای هسته‌های A14 میانگین ۲،۹۹۹ مگاهرتز است.

یکی دیگر از تغییرات به بهبود ۸ درصدی در عملکرد تک‌هسته‌ای برای کلاستر دوگانه مروبط می‌شود. بااین‌حال، نتایج نشان می‌دهد که در صورت فعالیت هر دو هسته قدرتمند عملکرد به‌طور متوسط تا ۱۰ درصد افزایش می‌یابد. دراین‌میان، هسته‌های کوچک نیز بهبود عملکرد را تجربه می‌کنند و با بهبود ۱۰٫۵ درصدی به بیشینه فرکانس ۲٫۰۱۶ دست می‌یابند. این در حالی است که بیشینه فرکانس هسته‌های کوچک A14 تا ۱,۸۲۳ مگاهرتز افزایش می‌یابد.

با گذر از بهبود قدرت و فرکانس هسته‌ها، تغییر در حافظه پنهان سیستم نیز به عملکرد کمک شایانی کرده است؛ زیرا اپل این بخش را از ۱۶ مگابایت در A13 و A14 به ۳۲ مگابایت در A15 افزایش یافته که دو برابر بیشتر از رقبا است! آزمایش‌ها تأیید می‌کنند که حافظه پنهان سیستم افزایش یافته و دسترسی به حافظه را به‌جای جست‌وجوی DRAM در سیلیکون یکسان برای مدت طولانی نگه داشته است.

اپل تاکنون هیچ اشاره‌ای به تغییرات حافظه نهان L2 در هسته‌های قوی نکرده است؛ اما شواهد حاکی از آن است که حافظه نهان L2 با ۵۰ درصد افزایش به ۱۲ مگابایت رسیده است که آن را در قامت تراشه قدرمند M1 قرار می‌دهد. افزون‌براین، تأخیر دسترسی نیز از ۱۶ به ۱۸ سیکل افزایش می‌یابد و این در حالی است که A15 قادر به دسترسی یک سیکل به خطوط حافظه پنهان در حافظه پنهان L1 در مقابل سه سیکل در A14 است.

گفته می‌شود هسته‌های کوچک ۶۴ کیلوبایت L1D و ۴ مگابایت حافظه پنهان L2 مشترک‌شان را حفظ کرده‌اند؛ اما اما ظاهرا L2 TLB به ۲،۰۴۸ ورودی افزایش یافته است تا حداکثر ۳۲ مگابایت حافظه پنهان را پوشش دهد. علاوه‌براین، دسترسی هسته‌های کوچک به DRAM نیز افزایش یافته است.

بنچمارک‌های ارئه‌شده از تراشه A15 نشان می‌دهد عملکرد پردازشی این تراشه عین بهینه‌تربودن، نسبت به نسل گذشته افزایش یافته است. تخمین زده می‌شود که هسته‌های قدرتمند A15 بهره‌وری انرژی را تا ۱۷ درصد در اوج عملکردشان درمقایسه‌با A14 بهبود می‌بخشند. هسته‌های کوچک نیز به‌نوبه خود شاهد بهبود عملکرد هستند و با افزایش ۲۸ درصدی سرعت، کارایی و راندمان خود را حفظ می‌کنند.

طبق بررسی یادشده، تراشه جدید با گذر از ادعای اپل تا ۶۲ درصد سریع‌تر از رقبا است. Anandtech هسته‌های بزرگ‌تر A15 را تشنه انرژی، اما هنوز بسیار کم‌مصرف توصیف می‌کند.

گفتنی است که بنچمارک‌های گیک‌بنچ از افزایش ۲۱ درصدی عملکرد CPU در A15 درمقایسه‌با A14 حکایت دارند و در قسمت گرافیکی، در آزمایش 3DMark Wild Life، پردازنده گرافیکی چهار هسته‌ای تراشه مذکور ۱۴ درصد نسبت به A14 بهبود یافته است؛ درحالی‌که نسخه پنج هسته‌ای تا ۳۰ درصد پیشرفت را نشان می‌دهد. در اوج عملکرد، پردازنده گرافیکی پنج هسته‌ای اساساً دو برابر نزدیک‌ترین رقیب خود است! بنچمارک‌های GFXBench Aztec High نیز روند مشابهی را دنبال می‌کنند و در این آزمون، به‌ترتیب نسخه پنج‌هسته‌ای ۴۶ درصد و نسخه چهارهسته‌ای ۱۹ درصد بهبود عملکرد داشته‌اند.

با وجود پیشرفت‌های ذکرشده، این گزارش اشاره می‌کند که در طراحی داخلی آیفون‌ها هنوز برخی محدودیت‌های حرارتی وجود دارد؛ زیرا فشار گاز A15 در مدل‌های پرو بیشتر از آیفون ۱۳ استاندارد است. Anandtech می‌گوید که این می‌تواند به‌دلیل طراحی جدید لاجیک بُرد باشد که SOC را در آن قرار می‌دهد. به‌نظر می‌رسد که اپل نیز از این ضعف با خبر است و برخی گزارش‌ها ادعا می‌کنند که غول دنیای فناوری به‌شدت در حال آزمون‌وخطای سیستم‌های حرارتی محفظه بخار (VC)، به‌منظور استفاده در نسل بعدی گوشی‌های آیفون است و شواهد نشان می‌دهد که اپل شرایط استفاده از فناوری یادشده در گوشی‌های آیفون را مهیا کرده است.

به احتمال قریب‌بهقین، کوپرتینویی‌ها فناوری محفظه بخار را در بطن آیفون‌های آینده جای خواهند داد؛ البته باید توجه داشت که این در صورتی است که شرکای تجاری اپل فناوری مذکور را به‌موقع به اپل تحویل دهند و مشکل لجستیکی خاصی در تأمین آن رخ ندهد. به‌طورکلی، فناوری محفظه بخار (VC) شامل تبخیر مایع (معمولا آب) در یک لوله حرارتی یا ساختار نگه‌دارنده گرما است که مسیر خود را از طریق شاسیِ دستگاه می‌پیماید.

در فرایند کاری سیستم یادشده، گرمای حاصل از پردازنده‌ها و سایر اجزای الکترونیکی پرفشار منجر به تبخیر مایع به بخار می‌شود که با انتقال به مناطق کم‌فشار، انرژی گرمایی را از طریق محفظه تبخیر به‌صورت یکسان پخش می‌کند. در نهایت، باله‌ها یا سایر اجسام کندانسور، گرما را از بخار خارج می‌کنند و به حالت مایع برمی‌گردانند و از طریق عمل مویرگی دوباره این فرایند را به مناطق پرفشار منتقل می‌کنند.‌

مشخص نیست که آیا سیستم حرارتی محفظه بخار نیازهای بالای اپل را برآورده می‌کند یا خیر؛ اما تا حدودی می‌توان به ارائه این قابلیت خوش‌بین بود و انتظار داشت که حداقل مدل‌های پیشرفته آیفون ۲۰۲۲، فناوری مذکور را به کار گیرند.

برای مطالعه تمام مقالات مرتبط با آیفون به این صفحه مراجعه کنید.

بررسی موشکافانه پردازنده A15 Bionic نشان می‌دهد که این تراشه حتی از ادعاهای اپل نیز عملکرد بهتری ارائه می‌دهد و تمامی رقبایش را از میان برمی‌دارد.