iPhone 12配置的A14晶片性能強大嗎?三大核心功能要靠它運行

撰文:愛范兒
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擁有和iPad Pro 類似的全面屏外觀,側邊指紋識別鍵、5 種配色……說今年的iPad Air 是該系列有史以來變化最大的一代,完全不過分。更別說,它還率先搭載了蘋果的A14芯片。
這可能比外觀層面的相似,更能令人懷疑它與iPad Pro 之間的定位差距。

A 系芯片對蘋果有著非凡的意義,不僅因為它是蘋果每年在矽工藝領域拿出來的最新成果,同時,iPhone、iPad 上諸多新功能和新能力,也都由它來支撐與驅動。正因如此,歷代iPhone 亮相,往往都是新一代A 系芯片正式登台的時刻。

但今年不太一樣了,蘋果選擇將A14 的首發權交給了iPad,而非iPhone。上一次蘋果會這麼做,還是在9 年前發布iPad 2 的時候。當時,它也是第一款搭載蘋果A5 芯片的設備,比同年的iPhone 4s 早了近6 個月。

如果不是因為疫情影響,令iPhone 的上市被迫延期了一個月,iPad Air 4 大概也很難享受到這份「首發殊榮」。

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1. 全球第一顆5nm 工藝芯片,卻不是最強性能?

先來看看蘋果官方是怎麼介紹A14 的。首先,它是全球第一款基於5nm製程工藝設計的芯片,這令它的晶體管數量得到了大幅提升,從A13的85億顆,增加到了118億顆。

具體到各個模塊部分,A14仍然延續了和前代一樣6核心CPU與4核心GPU的設計,兩部分性能相比A12,分別提升了40%和30%左右。

還有一點改進是A14的神經網絡引擎:全新的16核架構,相比A13的8核心數直接翻番,能夠提供高達11Tops的算力。另外,這次蘋果也為A14 引入了和A13 類似的機器學習加速器結構,使得iPad Air 4 獲得了更快的矩陣運算速度。

光從數據上看,A14 的提升幅度還是很亮眼的,考慮到之後iPhone 12 也將搭載這顆芯片,如今這份介紹,等於是讓我們提前一睹了iPhone 12 的性能。但深究後,你則會察覺到一些異樣。比如說A14在CPU、GPU上的對比數據,都是基於前年的A12,而非去年A13得出的,這並不符合常理。

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據愛范兒得到的消息,蘋果會這麼做,是由新舊兩代iPad Air所搭載的芯片決定的。畢竟只有同系產品的對比,才能做到絕對的公平公正,並非是蘋果有意避開A13。

不過,A14與A13的性能對比,依舊引起了不少硬件愛好者的關注。目前,從AnandTech 等專業媒體的推測來看,A14 在CPU/GPU 部分,僅比A13 提升了16% 和8% 左右,但A13 相比A12,在這兩部分都有著約20% 的提升。

這就意味著,哪怕是A14採用了新一代5nm製程,但提升幅度很可能不如上一代A13,尤其是GPU圖形處理器部分,不到10%的提升,更是相當的「保守」。

背後的原因是什麼,我們暫時還不得而知。坊間猜測,蘋果可能是為了兼顧5G iPhone 的續航,才有意放緩了這一代A14 的性能升級,針對這點,我們只能等待iPhone 12 上市後才能確定。

也有業內人士表示,目前台積電的5nm 工藝良率還未達標,間接影響了A14 的性能釋放,是否真的如此,也要由後續的芯片拆解和分析來核實。

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A14衍生出來的另一個問題,是iPad Air 4與iPad Pro之間的性能對比。由於目前iPad Pro 搭載的還是A12Z 芯片,不少人便認為,搭載最新一代A 系芯片的iPad Air 4 是在「以下犯上」,在性能上超越了老一代的iPad Pro。

但「數字越大,性能越強」的理論,卻並不適用於帶X、Z 這類後綴的A 系芯片。客觀的說,製程工藝的升級,還有能耗的差距,確實會讓A14 擁有更強的單核性能。

但我們也不能忽視,A12Z 本身擁有8 核心CPU 與8 核心GPU。這種多核心數的結構,還有內存帶寬上的優勢,依舊能讓iPad Pro 在多線程以及圖形處理能力上,比iPad Air 4 更勝一籌。

所以,只要蘋果還沒有發布A14X或A14Z的打算,目前A12Z依舊會是蘋果移動設備上,綜合性能最強的A系芯片,這點估計在iPhone 12發布後,也不會有所改變。

2. 機器學習算力大提升,為什麼蘋果要重視它?

近兩代的A 系芯片中,神經網絡引擎是一個經常會被蘋果提及的模塊。本次A14 也不例外,神經網絡引擎的內核數直接增加了一倍,從A13 的8 核變成了A14 的16 核,估計那40% 的晶體管數量提升,有相當一部分都用在了這裡。

而由此帶來的近兩倍的機器學習算力提升,也明顯要比CPU、GPU升級耀眼得多,更別說還有應用在處理器上的機器學習加速器。

但這個神經網絡引擎會影響哪些體驗,很多人並不清楚。我們很難把它歸結為單純的「手機流暢度提升」,因為它不像CPU、GPU 一樣,可以有量化數據作為對比依據;就算是算力翻倍,它也不會讓你的遊戲,從原來的30 幀升到60 幀。

不過能明確的一點是,近幾代iOS 系統內的特性,有很多都離不開機器學習技術。比如說拍照,去年iPhone 11 Pro 引入的DeepFusion 三合一圖像處理技術,就是通過機器學習訓練的算法,來實現圖像合成,最終生成出一張更高質量的照片。

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更進一步,iPhone 的相冊能夠自動根據人臉特徵,篩選出對應的照片並對圖庫進行分類;還有像Apple Music 能夠根據我們的聽歌偏好,自動推薦你喜歡的歌曲;而iPhone 的電源管理系統也會主動學習我們的使用習慣,延長、優化續航時間,背後都有機器學習技術的參與。

在本次iPad Air 4 中,蘋果也介紹了兩個使用了A14 機器學習技術的案例。

一個是djay Pro 應用,它可以讓iPad Air 調用前置攝像頭,捕捉、識別出音樂人打碟的手勢,實現「隔空打碟」的特性。考慮到iPad Air 4並未搭載可感知深度場景的Face ID元件,這種動作識別,也只能靠機器學習的方案來實現。

另一個案例則是照片編輯應用Pixelmator,借助機器學習能力,它可以讓被裁減、放大後的照片,實現自動修復。哪怕是照片本身的分辨率十分有限,但機器學習依舊能填補缺失的像素點,改進邊緣鋸齒和圖像紋理。

所以,從上述幾個例子可以看到,A 系芯片的神經網絡引擎看似是「感知不強」,但實際上,是它施加的影響更底層,不容易被我們察覺而已,很多功能其實與我們的使用體驗是息息相關的。

A 系芯片的神經網絡引擎看似是「感知不強」,但實際上,是它施加的影響更底層,不容易被我們察覺而已,(愛范兒授權使用)

去年,蘋果前高管菲爾·席勒(Phil Schiller)在接受《連線》採訪時也說,目前iOS系統的功能中,基本已經不存在不使用機器學習的領域了。無論是對電池壽命的影響,還是性能的優化,它一直都你所不知道的地方,持續地運行著。

既然如此,發展更強的算力,這些工作顯然能更有效率地去運行;而蘋果也能規避掉個人數據收集的風險,讓設備只靠本地算力,而非聯網,就能完成更重度、更複雜的任務。

3. A 系芯片,已經不再是iPhone 和iPad 的專屬了

A14會是蘋果在5nm製程工藝上的唯一芯片嗎?我們並不這麼認為。哪怕是這次蘋果把重點放在了機器學習算力,而非CPU、GPU的性能上,我們仍有機會在下一代iPad Pro,甚至是Mac上,看到性能更強的衍生版本。

我們在之前的文章也談到過,目前蘋果在iPhone、iPad 等產品線上,都已經開始維持「高中低」三條,甚至是三條以上,有著不同命名,以及不同價位的產品,但並不是所有產品,都需要最強的芯片性能。

受眾的變化,已經使蘋果很難再靠每年一顆A 系芯片,就做到全產品線覆蓋,而是要分別針對手機、平板等設備的性能需求,來做出功耗取捨。

要讓Pro 級和大眾級產品拉開差距,芯片上層面就需要形成差異化。(愛范兒授權使用)

近幾年,蘋果也有意識地在擴展A系芯片的分支,比如說光是A12這一代,我們就能看到A12X、A12Z兩種版本,後兩者都在CPU、GPU核心數上做了加強,以支撐起專業領域所需的性能。

如今,就算是完全相同的一代A 系芯片,蘋果也會根據良率狀況,採取屏蔽核心或是開核的做法(比如A12X 就屏蔽了一顆GPU 核心,A12Z 則完全開放),拉開不同產品間的差距,那麼在A14 上,類似的狀況說不定還會重演一次。

更別說在今後,當蘋果Mac 產品線脫離X86 架構,納入到A 系芯片的管轄範圍中,我們是否還會看到更多掛上X、Y、Z、L、M 等後綴名的A 系改版芯片,分佈於在各個蘋果設備之上呢?

或許蘋果想要的軟硬件大一統,最終也得靠A 系芯片來完成。

【本文獲「愛范兒」授權轉載,原文:那顆要用在iPhone 12 上的A14 芯片,很強嗎?| 硬哲學