כיצד גדלו מהירויות האייפון ב-5 השנים האחרונות

אפל עבדה ללא הרף כדי לשפר את המהירות שלואייפוןטווח, מה שמגביר את הביצועים עם כל מהדורה. הנה כמה רחוק התקדמו השבבים מסדרת A של אפל בחמש שנים בלבד.

בכל שנה, טוענים כי דגמי האייפון החדשים ביותר של אפל הם המהירים ביותר שיצרה אי פעם. עם הפיתוח המתמיד של מערכת-על-שבב מסדרת A של אפל (SoC) כדי לארוז יותר על הרכיב, זו טענה אמינה למדי שאפל יכולה להישען עליה.

עם הטענות המתמשכות של יותר ביצועים, קל לאבד את המראה של כמה שיפור שעשתה אפל לאורך זמן. תמיד כדאי להסתכל על העבר כדי להבין מה קורה בהווה, וזה במיוחד לגבי החומרה של אפל.

ואכן, זה עשוי לא רק לחשוף מדוע השבבים פועלים כל כך מהר עכשיו, אלא יכול גם להצביע לאן המהדורות העתידיות של אפל יכולות ללכת.

לצלילה זו לביצועי סדרת A של אפל, נסתכל על חמש השנים האחרונות של מהדורות המכסות שישה דורות. מהמודרניאייפון 14לאייפון X ולאייפון 8.

בעוד שנוכל לחזור אחורה בזמן, האייפון X והאייפון 8 מסמלים שינוי גדול באסטרטגיית האייפון של אפל בכמה דרכים שונות.

ה-iPhone X היה הצג הראשון מקצה לקצה שבו השתמשה אפל, עיצוב שהציג את החריץ והסיר את כפתור הבית מהחזית. עבור שבב A11, זה היה הראשון להשתמש ב-GPU בעיצוב עצמי של אפל, כמו גם הציג את המנוע העצבי.

עם זאת, לפני שנבדוק מה השתנה במהלך השנים, עלינו לדעת עד כמה הביצועים השתפרו.

מפרטים

מחמץ את המספרים

ניתוח מדדים הוא הדרך הטובה ביותר לראות כמה כוח צברו השבבים במהלך השנים. עם זאת, זה יכול להביא איתו גם הרבה בעיות אחרות.

בתור התחלה, עליך להשתמש בכלי השוואת ביצועים שנשארו עקביים לאורך זמן. גרסאות חדשות של כלים יכולות להישלח כל שנה או כל כמה שנים, ושינויים בין גרסאות פירושם שציון מגרסה ישנה יותר עשוי להיות לא זהה למהדורה חדשה יותר של אותו כלי.

כדי לבטל את השונות, באופן אידיאלי עליך להשתמש באותו כלי ולבדוק אותו מול כל הדגמים שאפל פרסמה לאורך זמן.

שימושי, לכלי ההשוואה Geekbench יש רשימה של תוצאות עבורiOSמכשירים שנאספו מתוצאות Geekbench 5 שנשלחו על ידי המשתמש. כזה שגם מתעדכן בקביעות רבה.

השימוש בנתונים של Geekbench מתאים, בהתחשב בכלי מאוד ידוע ואמין. יש לו גם תוצאות עבור דורות רבים של אייפון, עד ל-iPhone 5s, אבל אנחנו לא צריכים ללכת כל כך רחוק.

היוצא מן הכלל זה הוא האייפון 14 ואייפון 14 פרו, שעדיין לא הגיעו לרשימה של Geekbench. במקום זאת, ניכנסשל AppleInsiderתוצאות Geekbench 5 עבור הדגמים האלה.

מכיוון שאכפת לנו יותר מה-SoC מסדרת A בשימוש ולא מפרטים אחרים, למטרות מאמר זה, נגביל את הדגמים בדרך כלל למהדורות הראשיות ונתעלם מדגמי Mini ומקס. זה כדי לפשט את הרשימה מכיוון שאין הרבה הבדל ביןאייפון 13וה-iPhone 13 mini, למשל, לפחות לא מספיק כדי לשנות באמת.

ביצועי המעבד מסדרת A גדלו במידה ניכרת מאז האייפון X

במבחן הליבה הבודדת, ברור שיש שיפור רב בחמש שנים. בעוד שה-iPhone X הצליח 906 נקודות במדד, ה-iPhone 14 Pro החדש מצליח יותר מפי שניים מביצועים של 1,880. אפילו ה-iPhone 14, שנשאר על ה-A15, מצליח כמעט להכפיל את הביצועים ב-1,733.

למשתמשי קצה, שסביר להניח שיתנסו במשימות עם חוט יחיד במכשירי האייפון שלהם, ההבדל בולט כמו שהוא פשוט. האייפון 14 פרו מהיר פי שניים מהאייפון X והאייפון 8 בביצועי ליבה אחת.

אם נעבור לריבוי ליבות, השינוי בולט יותר. ה-iPhone X מצליח 2,144 נקודות במבחן, כאשר ה-iPhone 13 מקבל תוצאה כפולה של 4,498 באמצעות A15 Bionic שלו.

בקצה העליון של הסקאלה, 5,317 הנקודות המנוהלות על ידי ה-iPhone 14 Pro מהירים פי 2.47 מהאייפון X.

מבחן Metal של Geekbench מראה ששיפורי ה-GPU היו לפעמים ענקיים.

העברת הילוך לגרפיקה, והשינוי הפך למשמעותי עוד יותר במשך תקופה של חמש שנים.

ה-iPhone X מקבל 3,890 נקודות תחת רף המתכת של Geekbench. כשלעצמו, זה די מרשים, אבל אפל כמעט הכפילה את הניקוד ב-אייפון 11דור, כאשר ה-A13 Bionic מקבל 7,315 ב-אייפון 11 פרו.

בקצה הגבוה, ה-iPhone 14 Pro מקבל ציונים של 15,739 באותו מבחן. זה ביצועים טובים פי 4.05 לגרפיקה מאשר אייפון X.

כל אלו הן תוצאות פנומנליות, שעוזרות לספק חוויות משתמש טובות יותר לאורך זמן ומאפשרות תכונות חדשות לגמרי להופיע בדגמים מאוחרים יותר.

איך הדברים נעשו כל כך טובים?

ההתקדמות של אפל עם השבבים מסדרת ה-A שלה היא שילוב של גורמים, אבל זה בעיקר תלוי בהחלטות העיצוב וההתקדמות הטכנולוגית של אפל. כשאפל מביאה הרבה מהעיצובים שלה לבית, יש מעט מאוד אלמנטים שיכולים להיות מושפעים מהתפתחויות חיצוניות.

השליטה ההדוקה הזו מאפשרת לאפל לבנות את השבבים והחומרה האחרת שלה באופן שיעבוד בצורה מגובשת ותוך מחשבה על מקרה השימוש המיועד של המכשיר. לדוגמה, למרות העליות המסיביות בביצועים במהלך השנים, אפל גם עשתה מה שהיא יכולה כדי לשמור על השבבים שלה חסכוני בחשמל, ולהאריך את חיי הסוללה בתורו.

ואכן, החשיבה החכמה שלו הודיעה כיצד הוא עיצב אחריםאפל סיליקוןצ'יפס לשימוש במקמכשירים, מה שהופך אותם לחזקים ביותר ומחדשים קטגוריית מוצרים שלמה בתהליך. עם זאת, כמו ביעילות צריכת החשמל, לא כל פיתוח שאפל עושה משפר את המהירות.

הנה, אם כן, השינויים המוחשיים יותר שהשפיעו ישירות על מהירות השבבים מסדרת A שלה.

מהירויות שעון

אפל נטתה לשמור על אותה תצורה של ליבות CPU עבור מערך האייפון שלה, תוך שימוש ב-2 ליבות ביצועים עם 4 ליבות יעילות בטווח הנדון.

ישנם שינויים בין השבבים השונים מסדרת A כאשר אפל משתמשת בליבות שונות, בשמות ניתנים כמו "סערת אש", "שלגים" ו"שן משור". אבל שינוי מובן יותר הוא שאפל הגדילה בהדרגה את מהירויות השעון של הליבות שלה לאורך זמן.

מהירויות השעון עלו עם הזמן.

לאייפון X היו ליבות ביצועים של 2.39GHz וליבות יעילות של 1.19GHz. ככל שהגיעו המהדורות, אפל העלתה את מהירויות השעון של כל אחת מהן, וכתוצאה מכך ה-A16 Bionic משתמש בליבות ביצועים של 3.46GHz ובליבות יעילות של 2.02GHz.

זה סביר שדור אחד נוסף יכול לגרום למהירות שעון ליבה יעילות כפולה מזו של מקבילו ל-iPhone X או אפילו להתאים לשעון ליבת הביצועים של אותו מכשיר.

אין ספק שגם הליבות יכולות לבצע יותר משימות לאורך זמן, אבל פשוט להגביר את מהירות השעון יש את אותה השפעה.

טרנזיסטורים

דרך נוספת לשפר את הביצועים במעבד היא לזרוק עליו יותר טרנזיסטורים. עם יותר טרנזיסטורים בשימוש, שבב יכול לבצע יותר פעולות בשנייה.

זה מתקשר יד ביד עם שינויים בצמתים ב-TSMC, ומצמצם את הגודל כך שאפל תוכל להכניס טרנזיסטורים נוספים לאותו חלל. ישנם יתרונות נוספים, כולל צריכת חשמל מופחתת ופחות חום שנוצר על ידי השבב, אבל צפיפות הטרנזיסטור היא גדולה שיש.

פשוט יש יותר טרנזיסטורים ב-A16 באייפון 14 פרו מאשר בדגמים קודמים.

בעוד ה-A11 השתמש בצומת FinFET של 10 ננומטר, ה-A12 של אפל עבר ל-7 ננומטר, ואפל נשארה ברמה זו עד שעברה ל-5 ננומטר עבור ה-A14.

בעוד שה-A16 משתמש בתהליך של 5 ננומטר, יש השערות שאטכנולוגיית 3nmיכול להיות מועסק עבור A17.

הוספת טרנזיסטורים לשבב עוזרת לאפל לייצר עיצובי שבבים מורכבים יותר, עם יותר ליבות CPU ו-GPU וחלקים אחרים, הכל כדי להאיץ את יכולת העיבוד.

מנוע עצבי

רכיב למידת המכונה של אפל ב-SoC, המנוע העצבי משמש לסיוע במשימות שונות שמעבד בדרך כלל איטי בהן. אלמנט זה עוזר בדברים כמו עיבוד תמונה, זיהוי תמונה,סיריעיבוד במכשיר, וכן הלאה.

זו לא תכונה שעוזרת מאוד בהשוואה, אבל היא עדיין מהירה משמעותית במשימות שמרוויחות מלמידת מכונה.

המנוע העצבי נהנה מיותר ליבות וביצועים טובים יותר לאורך זמן.

אפל כללה גרסת שתי ליבות של המנוע העצבי ב-A11 Bionic של האייפון X, כשהיא מסוגלת לנהל 600 מיליארד פעולות בשנייה. לא לקח הרבה זמן עד שאפל לקחה את הרעיון הלאה, כאשר גרסת 8 הליבות באייפון XS ובאייפון XR מנהלת 5 טריליון פעולות בשנייה.

ב-A14, אפל העניקה למנוע העצבי דחיפה ליבה ל-16 ו-11 טריליון פעולות בשנייה. ב-A16, אפל הצליחה לדחוף את המנוע העצבי להגיע ל-17 טריליון פעולות בשנייה.

GPU

היכולת הגרפית של האייפון בהחלט זכתה לחיזוק במהלך חצי העשור האחרון, שם הוא יכול כעת ליצור תמונה בדומה לכמה קונסולות משחק מודרניות.

בדומה למעבד, גם ה-GPU של העיצוב של אפל עצמו עבר שיפורים שונים בליבה במהלך השנים, כמו גם עליות בספירת הליבות. לאייפון X היה GPU שלוש ליבות, שעבר ל-4 על ידי ה-iPhone XS, והוא נשאר כך עד לאייפון 13.

עבור A15 Bionic של הדגם הזה, אפל ייצרה למעשה שתי גרסאות של השבב, עם ארבע ליבות שניתנו לאייפון 13, וחמש הליבות ל-אייפון 13 פרו.

כשזה הגיע לאייפון 14, אפל נתנה את ה-A16 הטוב יותר לדגמי ה-Pro, אבל היא כן שינתה איזה A15 היא כללה באייפון 14. במקום להיצמד ל-GPU של 4 ליבות, אפל הלכה על גרסת 5 ליבות GPU של ה-A15, למעשה מכניס את שבב דגם 2021 Pro לדגם 2022 שאינו פרו.

ביצועי ה-GPU של האייפון תואמים לאלה של קונסולות משחק מסוימות.

באשר למה ששינויי הליבה וספירת הליבות עשו לביצועים, מספר פעולות הנקודה הצפה בשנייה (FLOPS) היה ניתן למדידה במיליארדים עבור האייפון 11 ואילך, אך טריליונים לאחר נקודה זו.

ה-iPhone X הציע 0.41 TFLOPS, ועלה ל-0.69 TFLOPs על ידי ה-iPhone 11.אייפון 12יכול היה להסתדר עד 1 TFLOPS, והיו שוב עליות הדרגתיות עד שה-iPhone 14 Pro הגיע ל-2 TFLOPS.

לא זיכרון

חלק חשוב של מחשב, הזיכרון משמש כאזור אחזקת נתונים במהירות גבוהה, וככל שיש יותר ממנו, כך ייטב. בסמארטפון כמו האייפון, זה פחות בעייתי מכיוון שסביר יותר שתשתמש במספר אפליקציות קטנות יותר מאשר באפליקציה שדורשת כמה שיותר זיכרון כדי להפעיל אותה.

עם זאת, גם קיבולת הזיכרון לא באמת משפיעה כל כך על המדד, כך שהיא לא משחקת כל כך חלק בביצועים, למעט אם אתה מפעיל אפליקציות רבות ושונות בו-זמנית.

לפרוטוקול, אפל כללה 2GB באייפון 8, 3GB באייפון X ו-4GB הופיעו באייפון 11. האייפון 12 ואייפון 13 כללו 4GB במהדורה הרגילה, 6GB בדגמי ה-Pro, בעוד שהאייפון 14 כולל 6GB לכל האורך.

רכיבי זיכרון שעלולים להשפיע על הביצועים כוללים את סוג הזיכרון בשימוש. למעט במקרה של אפל, זה פחות אמין כשיפור כפי שהייתם חושבים.

ה-A11 Bionic ל-A15 Bionic כולם משתמשים בזיכרון LPDDR4X-4266, שיכול לפעול במהירות של עד 2,133 מגה-הרץ. ה-A16 Bionic משתמש ב-LPDDR5-6400, שיכול לנהל 3,200 מגה-הרץ.

זה אמנם נותן ל-A16 הרבה יותר רוחב פס של זיכרון לשחק איתו, אבל בשימוש חוזר ונשנה באותו זיכרון, זה לא יעשה הרבה הבדל כשלעצמו עבור דגמים קודמים.

אל העתיד

בהתחשב בזמני ההובלה הארוכים ביותר של אפל לייצור, כמעט בטוח שהשבב הבא מסדרת A כבר ממופה והחל ייצור בדיקות בנפח נמוך במיוחד. זה גם די סביר שלא נדע בדיוק איך זה ייראה עד ספטמבר 2023.

אבל, אנחנו יכולים לקבל ניחוש מושכל לגבי המהדורה הבאה באמצעות נתונים היסטוריים.

לדוגמה, אנו רואים שתוצאות ההשוואה גדלות באיזשהו מקום בין 15% ל-20% בשנה עבור התוצאה מרובת ליבות וכ-10% עד 20% עבור מבחני ליבה בודדת.

בהתחשב בקפיצה האדירה בביצועים מה-אייפון 12 פרול-iPhone 13 Pro, שיפורי ה-GPU הם לא יציבים יותר, בין כ-10% ל-50% במהלך חמש השנים. כמעט בטוח שלשבב הבא יהיה גרפיקה טובה יותר, אבל קשה לקבוע כמה זה יהיה.

המנוע העצבי נמצא ב-16 ליבות כבר די הרבה זמן, ומעבר למספר גבוה יותר עשוי להתרחש אם המעבר לתהליך של 3 ננומטר יתקדם. בהתאם למספר ליבות נוספות שיוצגו, זה ייתן קפיצה מסיבית לפעולות בשנייה.

עם זאת, בעוד שדקירות פראיות בחושך אינן כל כך מדויקות, יש דבר אחד שאנחנו יכולים לומר בוודאות כמעט: ה-A17 Bionic, או איך שלא תקרא לזה של אפל, יהיה השבב הנייד הטוב ביותר שזמין ביציאתו.