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 از تراشه جدید خانواده آیفون ۱۳ ارائه نداده است؛ اما در نگاه اول به‌نظر می‌رسد که این پردازنده به A14 Bionic بسیار شبیه است. هر دو تراشه از شش هسته پردازشی متشکل از چهار هسته قوی برای پردازش‌های سنگین و دو هسته ضعیف برای پردازش‌های روزمره و به یک موتور عصبی شانزده‌هسته‌ای برخوردارند که برای کارهای یادگیری ماشین مانند اسکن اشیاء و چهره بهینه شده است.

هنگام رونمایی آیفون ۱۳، اپل A15 را به‌جای مقایسه‌ با نسل قبلی، با رقبایش 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 و بخش گرافیکی‌اش ۳۰ درصد از رقبا از رقبا قوی‌تر است و تنها رقیب آن تراشه به‌کاررفته در مدل‌های پرو آیفون ۱۳ خواهد بود.

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

تجزیه‌وتحلیل عمیق وب‌سایت Anandtech از تغییرات A15 نشان می‌دهد که درمقایسه‌با طراحی SoC سال قبل، پیشرفت‌های چشمگیری در عملکرد وجود دارد. این امر با استفاده از دو بهبود جدید پردازنده مرکزی برای هسته‌های CPU با کارایی و قدرت چشمگیر آغاز می‌شود. بررسی‌ها نشان می‌دهد که حداکثر فرکانس در هر هسته قدرتمند 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 درصورت کارکردن 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 حداکثر فرکانس ۲٫۰۱۶ دست می‌یابند. این در حالی است که حداکثر فرکانس هسته‌های کوچک A14 تا ۱/۸۲۳ مگاهرتز افزایش می‌یابد.

با عبور 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 داده که دو برابر بیشتر از رقبا است! آزمایش‌ها تأیید می‌کند که حافظه پنهان سیستم افزایش یافته و دسترسی به حافظه را به‌جای جست‌وجوی DRAM در سیلیکون یکسان برای مدت طولانی نگه داشته است.

تاکنون، اپل به تغییرات حافظه نهان L2 در هسته‌های قوی اشاره‌ای 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 از ۱۶ به ۱۸ سیکل افزایش می‌یابد؛ در‌حالی‌که A15 می‌تواند به یک سیکل به خطوط حافظه پنهان در حافظه پنهان L1 درمقابل سه سیکل در A14 دسترسی داشته باشد.

بنچمارک‌های ارئه‌شده از تراشه A15 نشان می‌دهد عملکرد پردازشی این تراشه درعین بهینه‌تربودن، درمقایسه‌با نسل گذشته افزایش یافته است. تخمین زده می‌شود که هسته‌های قدرتمند A15 درمقایسه‌با A14 بهره‌وری انرژی را تا ۱۷ درصد در اوج عملکردشان بهبود می‌بخشند. هسته‌های کوچک نیز به‌نوبه خود بهبود عملکرد را شاهد هستند و با افزایش ۲۸ درصدی سرعت، کارایی 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 بنچمارک‌های گیک‌بنچ از افزایش ۲۱ درصدی عملکرد CPU در A15 درمقایسه‌با A14 حکایت می‌کنند و در قسمت گرافیکی در آزمایش 3DMark Wild Life، پردازنده گرافیکی چهارهسته‌ای تراشه مذکور درمقایسه‌با A14 تقریبا ۱۴ درصد بهبود یافته است؛ درحالی‌که نسخه پنج‌هسته‌ای تا ۳۰ درصد پیشرفت را نشان می‌دهد.

ناگفته نماند در اوج عملکرد، پردازنده گرافیکی پنج‌هسته‌ای اساسا دو برابر نزدیک‌ترین رقیبش است! بنچمارک‌های GFXBench Aztec High نیز روند مشابهی را دنبال می‌کنند و در این آزمون، عملکرد نسخه پنج‌هسته‌ای و چهارهسته‌ای به‌ترتیب ۴۶ و ۱۹ درصد بهبود یافته است. 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 مسئله می‌تواند به‌دلیل طراحی جدید لاجیک بُرد باشد که SOC را در آن قرار می‌دهد.

به‌نظر می‌رسد اپل نیز از این ضعف باخبر است و برخی گزارش‌ها ادعا می‌کند 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. به‌احتمال قریب‌به‌یقین، کوپرتینویی‌ها فناوری محفظه بخار را در بطن آیفون‌های آینده جای خواهند داد؛ البته باید توجه کرد 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 مسیرش را ازطریق شاسیِ دستگاه می‌پیماید. در فرایند کاری سیستم یادشده، گرمای حاصل از پردازنده‌ها و سایر اجزای الکترونیکی پرفشار به تبخیر مایع به بخار منجر می‌شود که با انتقال به مناطق کم‌فشار، انرژی گرمایی را ازطریق محفظه تبخیر به‌صورت یکسان پخش می‌کند.

در‌نهایت، باله‌ها یا سایر اجسام کندانسور گرما را از بخار خارج می‌کنند و به حالت مایع برمی‌گردانند و از‌طریق عمل مویرگی دوباره این فرایند را به مناطق پرفشار منتقل می‌کنند.‌ مشخص نیست که آیا سیستم حرارتی محفظه بخار نیازهای یادشده 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 به‌کار گیرند.