Cyclone приходит на смену Swift (в Apple A7)

Фил Шиллер назвал 64-битный процессор внутри Apple A7 “процессором настольного класса”, чуть позже ему возразил его коллега из Qualcomm, назвавший 64-битный процессор для мобильных устройств маркетинговым трюком (ему пришлось взять свои слова обратно), скандал – значит, Apple снова придумала что-то такое, что… С этим событием связано кое-что, случившееся в 2019, два месяца назад. Из Apple ушел Жерар (Джерард?) Вильямс III, один из ключевых инженеров по полупроводникам, в ранге старшего директора. Начиная с Apple A7 именно он возглавлял разработку всех Apple Ax.

Но вернемся в 2013 год, в 10 сентября, когда Фил Шиллер представил публике iPhone 5s, систему-на-чипе Apple A7 и еще один процессор, разработанный Apple. 64-битный, в 2 раза превосходящий Apple A6 по вычислительной и по графической производительности.

Слайд из презентации Apple A7:

Такие данные как площадь чипа и число транзисторов на нём Apple сообщила впервые. И уделила “камушкам” небывалое по “яблочным” понятиям время. Но и традиции соблюла, сообщив абсолютный минимум сведений. А напрасно.

Apple A7 был самым первым в мире еще в нескольких важных категориях, и некоторые из его преимуществ устранить было непросто. Одно из подразделений Apple превратилось в серьезного конкурента, всего через год после дебюта.

Процессор в Apple A7 был 2-ядерным, хотя на рынке уже вовсю торговали мобильными устройствами с 4-ядерными процессорами внутри, и уже говорили о 8-ядерном – но это оказалось слабым утешением. Ни одно из этих устройств не весило всего 112 грамм…

Это продолжение серии про процессоры от Apple. Предыдущие части:

Первая часть: В тени Apple A4;
Вторая часть: Рождение “яблочного” процессора;
Третья часть: Возвращаясь к началу начал: Apple A6/A6X (Swift).

Зачем мобильному устройству 64-битный процессор?

Все, кто был свидетелем внедрения 64-битных архитектур в середине нулевых, согласился бы с правомерностью этого вопроса. Сама по себе, разрядность процессора не повышает его производительность. Скорее даже наоборот: 64-битные приложения обычно больше по размеру чем 32-битные, и дольше загружаются в память.

От разрядности архитектуры зависит максимальный размер оперативной памяти. 2 в 32-й степени – 4 Гигабайта. 2 в 64-й степени – 16 Экзабайт. Экзабайт (встречается написание “Эксабайт”) – это 10 в 18-й степени.

Размер оперативной памяти устанавливаемый в некоторых мобильных устройствах уже был близок к предельным 4 Гигабайтам – но для Apple это было совершенно не актуально, компания относилась к увеличению размера оперативной памяти с какой-то непонятной для обычных людей осторожностью. В iPhone 5s, как и в его предшественнике iPhone 5, был всего один Гигабайт.

Оглядываясь на историю iPhone, можно было предположить что в следующем, 2014 году, Apple увеличит размер оперативной памяти до 2 Гигабайт, в 2015 оставит её такой же, а в 2016 упрется в 4-гигабайтный барьер.

Покупатель обожает цифры, особенно те которые ему кажутся понятными, зачем лишать его радостей жизни?

Оперативная память – активный потребитель энергии. Как и лишние ядра процессора, в которых пока еще нет реальной необходимости. Как сказал Тим Кук на конференции инвесторов в Goldman Sachs, Apple никогда не будет продавать плохие телефоны.

Но мы отвлеклись: так зачем Apple 64-битный процессор в мобильных устройствах? Как ни странно, в этом есть смысл. В 64-битном режиме проще работать с большими числами, а они в современных системах широко используются: например, в алгоритмах шифрования.

Система инструкций 64-битных ARM-процессоров ARMv8 эффективнее чем ARMv7, лучше оптимизирована. 64-битные процессоры от ARM (ARM Cortex-A57 и ARM Cortex-A53) еще только готовились к выходу в свет, и не были предназначены для мобильных устройств.

Если бы 64-битный процессор поддерживал только 64-битные приложения, его внедрение было бы откровенным вредительством – но 64-битная архитектура ARM работала и с 32-, и с 64-битными приложениями без каких-либо проблем. И многие преимущества 64-битной архитектуры были доступны и 32-битным приложениям.

И вообще, Apple повела себя в высшей степени разумно: пользователи обожают числа, вот вам первый 64-битный процессор для смартфона (вау!!!), кроме того когда поддержка 64-битной архитектуры станет актуальной, приложений поддерживающих её будет уже очень много, и прощание с прошлым будет менее драматическим.

Старший вице-президент и глава маркетинговой службы Qualcomm, назвавший 64-битную архитектуру в процессоре для мобильных устройств маркетинговым трюком, взял свои слова обратно.

А от Qualcomm теперь настойчиво требовали 64-битные процессоры, попытка создания которые оказалась неудачной, компании был нанесен значительный ущерб.

Немного подробностей

В индустрии и в связанных с ними СМИ вот уже год обсуждался насущный вопрос: когда же Apple перенесет производство своих чипов на TSMC. Переговоры между Apple и TSMC точно шли, но долгожданный момент все не наступал. Apple A7 производила Samsung, по технологии 28 нм, на заводе этой компании в Остине, штат Техас. В строительство этого завода было вложено три или четыре миллиарда долларов, и он был почти полностью загружен выполнением заказов Apple.

Apple A7:

Кодовое наименование центрального процессора – Cyclone, его ядра не имели ничего общего с ARM Cortex-A57 или ARM Cortex-A53, они были продолжением Swift.

В iPhone 5s процессор был разогнан до 1,3 ГГц (как в Apple A6), в новой модели iPad – до 1,4 ГГц (опять же, как в Apple A6Х). Но специальная модификация чипа для iPad на это раз не потребовалась.

Apple A7 был первым в мире КнК использующим графический процессор 6-й серии от PowerVR, 4-кластерный PowerVR G6430. Кластеры G6430 часто называют “ядрами”, даже специалисты – но структура нового графического процессора радикально отличалась от “классических”, и это были именно кластеры.

Впрочем, особенности его внутренней организации не помешали ему рвать конкурентов во всех тестах кроме тех, в которых отрисовка производилась на на экран, а в буфер. Даже в не самых удачных для него тестах PowerVR G6430 оставался в первых рядах.

Графическая производительность Apple A7 была именно такой, какую ждали от дорогого смартфона класса люкс.

Оперативная память осталась такой же по размеру как и в Apple A6 и Apple A6X, но теперь это был Гигабайт более быстрой памяти LPDDR3-1066. Удвоился размер кэша первого и второго уровня. Стив, скорее всего, не упустил бы возможности использовать Apple A7 для продвижения компании и её изделий – но Стива не было.

Продолжение следует

Предлагаем подписаться на наш канал в «Яндекс.Дзен». Там вы сможете найти эксклюзивные материалы, которых нет на сайте.

Источник