Новый 4-ядерный процессор Apple A10 Fusion не оставляет шансов по части производительности конкурентам. К таким выводам пришли эксперты Mobile Chip Report, изучившие новую систему-на-чипе Apple.

Однокристальную систему Apple A10 изготавливает TSMC по 16-нанометровому техпроцессу, на кристалле сформировано 3,3 млрд транзисторов. Apple A10 существенно производительнее SoC Samsung Electronics (005930KS) «Exynos 8890», Qualcomm (QCOM) «Snapdragon 820» и Huawei «Kirin 955» при использовании одного ядра. Решения Samsung и Huawei превосходят процессор Apple в некоторых задачах при «многоядерном» режиме тестирования, однако, отмечают специалисты, «дополнительные ядра не играют роли в большинстве приложений, которые, как правило, используют только одно или два ядра».

С тех пор как в iPhone впервые была использована SoC, разработанная Apple (A4), компания не считала нужным оснащать свои чипы более чем двумя ядрами ARM. Целью создателей SoC A-серии было и остается наиболее эффективное извлечение параллелизма из отдельного потока инструкций. Во всех поколениях iPhone, сменившихся за прошедшие годы, этот подход доказал свою эффективность, позволив процессорам Apple по меньшей мере на равных соперничать с мобильными SoC, имеющими четыре и более ядер (как лицензированного у ARM дизайна, так и на основе оригинальных IP), в таких ресурсоемких и типичных для смартфона задачах, как веб-серфинг и 3D-игры.

Однако если с точки зрения быстродействия четырех-восьмиядерные CPU являются не единственным и, напрашивается вывод, не самым удачным решением, у соперничающих с чипами Apple SoC высшей категории есть одно преимущество, которое инженеры калифорнийской компании до поры не спешили принимать на вооружение. ARM еще в 2011 году предложила архитектуру Big.LITTLE, которая подразумевает размещение на кристалле двух кластеров ядер — высокопроизводительного и энергоэкономичного. Нагрузка тем или иным образом распределяется в соответствии с назначением кластеров, что в конечном счете позволяет увеличить производительность в расчете на ватт мощности, потребляемой SoC.

В узком смысле термин Big.LITTLE относится к избранным комбинациям ядер, разработанных ARM, но с таким же успехом этот принцип используется в таких продуктах, как Samsung Exynos 8 Octa 8890 и Qualcomm Snapdragon 820, оснащенных ядрами оригинального дизайна. Выпустив Apple A10 Fusion, компания из Купертино также пошла по проторенной дорожке.

Apple A10 Fusion включает два двухъядерных кластера и аппаратный контроллер, выполняющий миграцию задач между последними. Слово «миграция» с высокой вероятностью означает, что высокопроизводительный и энергоэффективный кластеры никогда не работают одновременно, а в момент отключения одного из кластеров он передает данные второму посредством общего кеша L2.

Высокопроизводительный кластер ядер Hurricane занимает площадь 16 мм2 — по сравнению с 13 мм2 в Apple A9. Увеличение площади на фоне общего повышения плотности микросхемы можно интерпретировать так, что два меньших ядра Zephyr расположены в какой-либо из других вероятных позиций, а основной кластер был увеличен. Однако более состоятельной кажется другая гипотеза: энергоэффективный и высокопроизводительный кластер интегрированы между собой. Последний способ организации может быть связан с такими характеристиками чипа, как эффективное использование транзисторного бюджета и способ миграции нагрузки между кластерами. Слово Fusion в названии SoC может указывать именно на это.

Высокопроизводительный кластер A10 Fusion работает на более высокой — на 27% — частоте, чем CPU в Apple A9 (2,34 против 1,85 ГГц), но должен быть на 40% быстрее.

Apple A10 Fusion производится на мощностях TSMC по технологии 16 нм FinFET и обладает площадью 125 мм2, что на 20,5 мм2 превышает площадь A9 — также изготавливавшегося TSMC. Если опираться на независимую оценку количества транзисторов в обеих SoC (больше 2 млрд и 3,3 млрд соответственно), то в A10 Fusion достигнута существенно большая плотность размещения компонентов по сравнению с первым опытом применениях техпроцесса 16 нм FinFET со стороны Apple.

«Новый процессор Apple выступает даже лучше процессоров Intel INTC с архитектурой x86, – отмечают специалисты Mobile Chip Report. – Его производительность сравнима с производительностью процессоров Intel Skylake Core, поэтому очень возможно, что Apple A10 может использоваться в ноутбуках Apple».

«В области производительности Apple CPU вышли на один уровень с решениями Intel. В действительности новые ядра Hurricane вполне могут стать основой таких устройств, как MacBook Air, которые используют низкоскоростные процессоры Intel».

За последние несколько лет Apple провела ряд важных мероприятий, чтобы самой разрабатывать вычислительные чипы для своей популярной мобильной электроники iPhone, iPad, iPod и Apple TV. В последнее время предположения о возможности перехода Apple с процессоров Intel на собственные чипы и в компьютерах Mac стало звучать все громче. В частности, исходный код операционной системы macOS Sierra свидетельствует, что Apple добавила в свою десктопную ОС поддержку чипов семейства ARM Hurricane.

В 2014 году бывший глава Apple Жан-Луис Гассе, находившийся у руля Apple с 1981 по 1990 год выразил уверенность, что компания переведет компьютеры Mac на процессоры ARM в 2016 году. В качестве основных аргументов в пользу ARM-архитектуры топ-менеджер назвал энергоэффективность, низкую стоимость и нативную интеграцию с мобильными устройствами.