Společnost Apple každoročně uvádí na trh nový systém na čipu řady A, který je spojen s nejnovějšími iPhony. Letos se společnost vydala zcela novou cestou. Nový procesor A16 je vyhrazen pouze pro modely iPhone „Pro“, zatímco standardní modely iPhone 14 dostanou stejný procesor A15, který jsme si představili v loňském roce (verze s 5jádrovým grafickým procesorem, která se nacházela v modelech iPhone 13 Pro).

Rozdělení na letošní a loňský rok není jediným unikátem. A16 je více než obvykle poměrně malou evolucí na předchozí SoC. Pár změn tu jistě je, ale běžný uživatel si jich pravděpodobně nevšimne. Rozdíly mezi A15 a A16 se zdají být relativně mírné ve srovnání s typickou roční kadencí společnosti Apple.

Na začátku tohoto roku jsem učinil několik předpovědí ohledně A16, které byly vedeny předpoklady, které se rozhodně všechny nepotvrdily. Ačkoli se několik věcí potvrdilo, nárůst výkonu u A16 je asi poloviční oproti mým předpovědím a zásadních technologických vylepšení je vidět méně. Zde je popis toho, co je v A16 nového a co můžete od prvního čipu Apple řady A „pouze pro profesionály“ očekávat.

Co se změnilo oproti modelu A15 Bionic

Na první pohled se zdá, že A16 je architektonicky podobný modelu A15. Jsou zde dvě vysoce výkonná jádra CPU a čtyři vysoce efektivní jádra, pět jader GPU a 16 jader Neural Engine pro provoz algoritmů strojového učení a umělé inteligence. Stejně jako u modelu A15.

Čip je podle Applu vyráběn na novém „4nanometrovém“ procesu od TSMC, což z něj dělá první takový procesor ve smartphonu. Stojí však za zmínku, že proces „N4“ od TSMC není 4nm procesem v pravém slova smyslu, přičemž sama TSMC jej dokonce označuje za „vylepšenou verzi technologie N5“. I když se jedná o pokročilejší proces než dřívější procesory řady A, nejedná se o skutečný výrobní proces křemíku nové generace; na něco takového si budete muset počkat na 3nm proces v příštím roce.

Počet tranzistorů se zvýšil o několik procent na 16 miliard (z 15 miliard) a je pravděpodobné, že většina z tohoto vyššího rozpočtu byla použita v novém zobrazovacím jádře (které řídí displej iPhonu 14 Pro až na 1 Hz v režimu trvalého zapnutí a může jej zvýšit až na 2 000 nitů při jasném slunečním světle), paměťovém řadiči a procesoru obrazového signálu.

Co se týče univerzálnějších částí procesoru, ty se zřejmě změnily jen minimálně. Výkonná jádra procesoru nesou kódové označení „Everest“ a mohou být taktována až na 3,46 GHz, což je zhruba 7% nárůst oproti maximální frekvenci 3,24 GHz u jader „Avalanche“ modelu A15. Vysoce výkonná jádra nesou kódové označení „Sawtooth“ a jsou taktována až na 2,02 GHz, což je téměř stejná rychlost jako 2,01 GHz u jader „Blizzard“ modelu A15. Ačkoli tato jádra nesou nový název, architektonické změny se zdají být přinejlepším drobné, protože nepřinášejí výkon mimo očekávaný nárůst díky zvýšení taktovací frekvence.

Neural Engine má stále 16 jader, stejně jako v modelu A15. Apple uvádí, že provádí až 17 bilionů operací za sekundu, což je zhruba 8% nárůst oproti 15,8 bilionu u A15. Myslím, že jde pravděpodobně o stejnou konstrukci, jen taktovanou o něco výše.

Asi nejvýznamnější změnou je přechod na paměti LPDDR5, které by měly poskytovat o 50 % větší šířku paměťového pásma než paměti LPDDR4x v modelu A15. Apple ve skutečnosti provedl přechod na LPDDR5 v řadě procesorů M1 (v modelech M1 Pro, Max a Ultra), která je založena na architektuře čipu A14 – jediným skutečným překvapením je, že společnost čekala tak dlouho, než to provedla ve svých čipech vázaných na iPhone. Mohou nastat velmi specifické okolnosti, kdy je úloha na A15 zcela omezena šířkou paměťového pásma, a v takovém případě by měl A16 fungovat mnohem lépe.

Na první pohled tu tedy máme něco, co se zdá být v podstatě A15 s vyšším taktem, s novým zobrazovacím jádrem a možná i procesorem obrazového signálu. Četli jsme zprávy, že v ROM procesoru jsou nová bezpečnostní opatření; není to překvapivé vzhledem k tomu, jak tvrdě Apple pracuje na hardwarové i softwarové stránce, aby bylo obtížné jeho zařízení hacknout.

Výkon procesoru

Vzhledem k tomu, že se architektura procesoru příliš nezměnila, pouze běží s taktem vyšším až o 7 % (a s větší dostupnou šířkou paměťového pásma), měli bychom očekávat, že většina benchmarků procesoru ukáže nárůst výkonu o 10 % nebo méně.

Rychlý pohled na čísla Geekbench 5 nám ukazuje, že maximální výkon jednojádrového procesoru se oproti modelu A15 zvýšil přibližně o 8-10 procent. Vícejádrový výkon je na tom o něco lépe, ale je pravděpodobné, že tyto testy snáze zahlcují cache čipu, a proto by se jim zvýšená propustnost paměti do jisté míry hodila.

Výkon GPU
A16 Bionic má pět jader GPU, stejně jako vyšší model A15, a nemyslím si, že by došlo k nějakým architektonickým změnám. Špičková 3D grafika však bývá velmi náročná na šířku paměťového pásma a očekával bych, že přechod na paměti LPDDR5 zde bude mít významný vliv. Nemám žádný reálný přehled o taktovacích frekvencích GPU, ale bylo by rozumné očekávat, že jádra mohou být taktována zhruba o 7 % výše, stejně jako výkonná jádra CPU.

Pokud se podíváme na jeden z nejnáročnějších 3D grafických benchmarků, 3DMark Wild Life, zjistíme, že výkon kolísá od přibližně 7 % v jednodušších režimech až po přibližně 19 % v testu „Wild Life Extreme Unlimited“. To je dobré zlepšení a odpovídá tomu, co bych očekával od mírného zvýšení taktovací frekvence a velkého zvýšení propustnosti paměti.

Při použití GPU k provádění univerzálních výpočtů, jak je testováno ve výpočetním testu GeekBench (viz výše), se nárůst výkonu pohybuje v rozmezí 7-8 procent.

A15+ by byl upřímnější název
Není pochyb o tom, že A16 není pouhou „binovanou“ verzí A15 („binování“ je, když se čipy, které jsou testovány tak, aby byly při výrobě výkonnější, oddělí a prodávají jako jiný model). Jedná se o nový čip. Nevidím zde však žádné zásadní architektonické změny, pouze drobné revize s cílem zlepšit maximální taktovací frekvenci a energetickou účinnost. Oproti loňskému modelu se jedná o menší skok, než jsme zvyklí vídat u každoroční modernizace iPhonů od Applu, což jen podtrhuje fakt, že standardní modely iPhonu 14 stále používají loňský A15, přičemž stále poskytují důležité funkce, jako je akční režim, Photonic Engine a režim 4K Cinematic.

Společnost Apple nepropagovala žádnou konkrétní funkci procesoru jako „novou“ kromě zobrazovacího jádra (které je nutné pro správu neustále zapnutého displeje iPhonu 14 Pro a 1Hz obnovovací frekvence) a ve skutečnosti jej nejvíce propagovala přímo proti telefonům se systémem Android a A13, své tři roky staré vlajkové lodi. Grafy výkonu prostě nevypadají příliš působivě s nárůstem výkonu o 7-10 procent.

Proto mám pocit, že Apple asi neměl tomuto čipu dávat přívlastek A16. Ve většině ohledů, na kterých záleží, je to vyladěný A15. Dokonce i nový „4nm“ výrobní proces je nejlépe popsatelný jako upravený 5nm proces. Asi není rozumné očekávat každý rok převratný pokrok a zcela nové architektury přinášející 20% zlepšení výkonu. Občasný „vyladěný“ rok je v pořádku, zejména když má Apple v současnosti takový náskok ve výkonu smartphonů. Ale pojmenování by to mělo odrážet a název jako A15+ nebo A15 Pro mi připadá jako upřímnější reprezentace tohoto čipu.