Apple A11 biyonik çipteki 5 yeni özel motorla tanışın
A11 biyonik çipinin çok güçlü olduğu söylenebilir .. A12 önümüzdeki yıl nasıl "deli" olacak?
Apple A11 biyonik çip, belirli görevler için tasarlanmış bir dizi işlemci çekirdeğine ve güçlü denetleyicilere sahiptir. Bu işlemci hakkında fazla bir şey bilmiyoruz, ancak bugün yeni iPhone'un piyasaya sürülmesiyle birlikte GPU'su, sinir motoru, 6 çekirdekli CPU, NVMe SSD denetleyicisi ve yeni özel video kodlayıcı hakkında nihayet daha derin bir anlayışa sahip olabiliriz. .
Yeni 3 çekirdekli GPU
Apple, A serisi yongalarına ilk kez kendi özelleştirilmiş GPU'sunu entegre ediyor. İPhone 7'de akıllı telefon grafik mimarisinde lider olan Imagination GPU ile karşılaştırıldığında, öncekinin hızı% 30 arttı.
Apple'ın yeni GPU'su yalnızca daha hızlı değil, aynı zamanda daha enerji verimli ve aynı iş yükü altında A10 Fusion işlemcinin yalnızca yarısını tüketiyor.
Başlangıçta endüstri, grafikleri hızlandırmak için GPU geliştirdi, ancak yıllar içinde benzer tekrarlayan özelliklere sahip diğer matematiksel görevleri de üstlenmeye başladı, bu nedenle buna "Genel Amaçlı GPU" da deniyor. Apple başlangıçta GPGPU'yu çalıştırmak için bir API olarak OpenCL'yi geliştirdi, ancak daha sonra GPGPU hesaplamasını iOS ve Mac cihazlarında GPU'lar için optimize edilmiş olan Metal API'ye entegre ettiler. Bu yılın Haziran ayında WWDC'de Metal API, Metal 2 sürümüne güncellendi.
Artık Apple kendi grafik yongasını ve onu yöneten yongayı aynı anda tasarladığına göre, GPU ve GPGPU'nun daha hızlı geliştirilmesini bekleyebiliriz. Ek olarak Apple, GPU'ların en iyi olduğu görevlerden biri olan makine öğrenimi üzerinde de çalışıyor. Makine öğrenimi yalnızca bir dizi bilinen şey üzerine bir model oluşturur ve ardından eşleşen şeyleri bulmak ve tanımlamak için bu "bilgi" modelini kullanır. Örneğin, bilinen şeyler çeşitli çiçeklerin fotoğraflarıysa, yeni fotoğraflarda veya kamera vizöründe çiçek olabilecek şeyleri aramak için modeli kullanabilir.
Apple, yalnızca yeni GPU'nun 3 çekirdeğe sahip olduğunu ve yeni GPU tasarımı hakkında başka ayrıntılı teknik bilgiler vermediğini belirtti. Farklı GPU tasarımlarının belirli görevler ve stratejiler için optimize edilmesi gerekir.Bu tasarımlar da çekirdeğin tanımını çok farklı kılar.Bu nedenle Apple'ın GPU'unu Intel, NVIDIA, AMD, Qualcomm, ARM Mali ve diğer üreticilerin GPU'ları ile doğrudan entegre etmek imkansızdır. Anlamın zıtlığı.
TBDR
Apple'ın A11 biyonik yonganın GPU grafik mimarisinin Karo Tabanlı Ertelenmiş Rendering'e dayandığını söylediğini belirtmekte fayda var. TBDR oluşturma teknolojisi, sınırlı kaynaklara sahip mobil cihazlar için tasarlanmıştır. 3B sahnede yalnızca insan gözüyle görülebilen sahneyi etkili bir şekilde işleyebilir. Masaüstü PC GPU'larının (ve Qualcomm Adreno ve ARM Mali mobil GPU'ların) IMR anında işleme modu, ayrım gözetmeden işleme tabi tutulur.Bu maskelenmiş parçalar, yine de işleme işlemcisi tarafından işlenecek ve bu da daha anlamsız okuma ve yazma işlemlerine yol açacaktır. Çok fazla performans ve bant genişliği boşa harcanır ve mobil GPU'lar genellikle bu basit ve kaba yöntemi kabul edemez.
TBDR, kullanıcının göremediğini atlar, sahneyi farklı bloklara böler, hangi blokların işlenmesi gerektiğini analiz eder ve performans ve bant genişliğinden tasarruf sağlar Blok bellek hızı daha hızlıdır ve gecikme oranı düşüktür. Bu işleme akışı, tepe noktalarının ve parçaların eşzamansız olarak yürütülmesine olanak tanır ve bu da tüm GPU'nun daha iyi kullanılmasına yardımcı olur. Apple şunu belirtti: Köşelerin yürütülmesi genellikle sabit işlevli donanımın kapsamlı kullanımını gerektirirken, parçaların yürütülmesi matematiksel işlemlerin ve bant genişliğinin kullanılmasını gerektirir. Tam örtüşme, cihazların aynı anda GPU'daki tüm donanım bloklarını kullanmasına izin verir.
TBDR, bir teknoloji olarak Imagination'ın PowerVR'si ile yakından ilgilidir. İkincisi daha farklı bir yaklaşım seçti ve masaüstü GPU'lara paralel olarak geliştirildi.İlk nesil iPhone çıktığında ortaya çıktı.Mobil platformlar için optimize edilmiş mükemmel bir GPU mimarisi.Enerji verimliliği, PC GPU'ların eşleşemeyeceği avantajlara sahip.
Bununla birlikte, Imagination bu baharda Apple'ın Imagination'ın bilgi ürünlerini ihlal etmediğini kanıtlamadığını söylemesine rağmen, şimdi Imagination, Apple'ın yeni GPU'sunun yetkisiz PowerVR teknolojisi kullandığına dair gevezelik etmeyi bırakmış gibi görünüyor. Aksine, Imagination artık kendini koruyamıyor. Apple'dan sipariş gelmeyince durum daha da kötüye gitti, son zamanlarda kendilerini sattıkları haberleri geldi.
Ek olarak, pek çok başarılı GPU mimarisi olmamasına rağmen (birçok deneme başarısızlıkla sonuçlanmıştır), TBDR tamamen Imagination'a özgü değildir. Bu, CPU endüstrisi ile aynıdır.Birçok rakip statükoyu kırmaya çalışsa da, mevcut mobil cihaz CPU'suna hala ARM mimarisi hakimdir ve PC'ler ve sunucular hala Intel'in x86 mimarisinin hakimiyetindedir.
Apple'ın Metal 2'si, geliştiricilere TBDR'nin ayrıntılarını sağlar, böylece geliştiriciler bellek kullanımını optimize edebilir ve GPU'nun daha fazla iş yapabilmesi için daha ince taneli senkronizasyon sağlayabilir. Apple ayrıca, yeni GPU'nun TBDR'yi büyük ölçüde geliştirebilen bazı özelliklere sahip olduğunu ve üçüncü taraf uygulamaların ve oyunların yeni bir performans ve işlevsellik düzeyine ulaşmasını sağladığını söyledi.
Dört çekirdekli ISP sinir motoru
Yeni bir GPU mimarisinin geliştirilmesi "henüz o kadar yaratıcı değil", bu nedenle A11 biyonik çipin grafik sinyal işlemcisi ISP'sinde, kamera sensörü görüntü verilerini eşleştirme, analiz etme ve hesaplama gibi çeşitli özel görevleri çözebilen yeni bir sinirsel motor var. Binlerce referans noktası.
Bu görevler aslında GPU tarafından yapılabilir, ancak ağ motoru özellikle matris çarpımı ve kayan nokta işleme için optimize edilmiştir, bu nedenle bu görevleri gerçekleştirmede özellikle iyidir.
Ağ motorunun kendisi, gerçek zamanlı hesaplamaları işlemek için kullanılan ve saniyede 600 milyar işlem gerçekleştirebilen iki paralel çekirdeğe sahiptir. Yani önceki nesil ISS gibi fotoğraflar üzerinde karmaşık efektler kullanabilmenin yanı sıra, gerçek zamanlı video üzerinde efektler de kullanabilir. Çeşitli efektler kullanmanın yanı sıra, kamera sisteminin sahnedeki nesneleri ve yapıları tanımasına ve kullanıcının o anda çekmekte olduğu nesneleri izlemesine ve bunlara odaklanmasına da izin verebilir.
Ağ motoru aynı zamanda A11 biyonik çipin adının kaynağıdır. "Biyonik" genellikle insanların biyolojik işlevleri geliştirmek için elektrikli ve elektronik cihazlar edinmesi, yani bu geliştirmeler nedeniyle insanüstü yeteneklere sahip olmaları gerçeğini ifade eder. A11 biyonik çip için, bunu tersten anlayabilirsiniz. Aslında, insan benzeri işlev geliştirmesi kazanan bir makinedir. Bunu şu şekilde de anlayabilirsiniz: Bu çipi kullanan kişiler için, kullanıcıların sıradan robotların yapamadığı görevleri tamamlamasına olanak tanıyan biyonik bir geliştirmedir.
6 yeni CPU çekirdeği, ikinci nesil performans denetleyicisi
A11 biyonik çipin üçüncü odak noktası, Apple tarafından tasarlanan ARM tabanlı CPU çekirdeğidir. Apple, 2010'dan beri özel bir A4 SoC piyasaya sürdü ve sonraki yıllarda tasarımını hızla geliştirdi. İlk 64 bit ARM A7 yongası 2013 yılında piyasaya sürüldü ve sektördeki rakipler bir süre şaşkına döndü.
Geçen yılki A10 Fusion, adını yeni bir mimarinin ardından aldı. Aslında 2 yüksek performanslı çekirdek ve 2 yüksek verimli çekirdekten oluşuyor. Sorunu çözmek için farklı performansa sahip iki set CPU çekirdeği tasarlanabilir. Oynanan rol açıkça farklıdır ve performans ile verimliliği dengelemek daha fazladır. Basitçe ifade etmek gerekirse, A10'daki yerleşik özelleştirilmiş donanım seviyesi yöneticisi aracılığıyla çip, cihazdaki çeşitli görevleri daha iyi yönetebilir, organize edebilir, koordine edebilir ve dağıtabilir ve maksimum işlem kapasitesi veya enerji tasarrufu görev gereksinimlerine göre nasıl tahsis edileceğine karar verebilir. CPU çekirdeklerinin kullanımı.
Apple, bu yıl, ikinci nesil performans denetleyicisinin daha düşük güçlü çekirdeklerde görevler gerçekleştirebileceğini veya daha hızlı, yüksek performanslı çekirdeklerdeki işlemleri hızlandırabileceğini ve hatta 6 çekirdekli CPU'nun tamamını doldurabileceğini belirtti. Asimetrik çoklu görev tasarımı kullanan A11 biyonik çip, işlenmesi gereken görevlerle orantılı olarak herhangi bir sayıda çekirdeği ayrı ayrı etkinleştirebilir.
Birden çok çekirdekte birden çok görevi işlemek, SoC üzerinde birden fazla çekirdekten fazlasını gerektirir, uygulamaların ve işletim sistemi özelliklerinin de bu çekirdeklerden tam olarak yararlanmak için özel olarak tasarlanması gerekir. Aslında, iPhone piyasaya çıkmadan yıllar önce, Apple'ın üçüncü taraf geliştiricileri gibi Apple, işletim sistemi düzeyinde böyle hedeflenmiş bir tasarıma sahipti.
Apple, yazılım işletim sistemi stratejisini ayrıntılandırmıştır: gereksiz işlemci birimlerini kapatın ve süreçleri etkin bir şekilde sıralayın, böylece planlama işlemleri olabildiğince hızlı ve verimli olabilir. Günümüzde çip donanımında da benzer bir strateji kullanılmaktadır. Samsung ve LG gibi diğer mobil cihaz üreticileri asla kendi PC işletim sistemi platformlarını geliştirmemelidir.
Google, Android'i başından beri performans gereksinimleri olan kullanıcılar için uygun olmayan taşınabilir bir mobil platform yönünde ayarladı. Google'ın gerçek anlamda bir tableti veya masaüstü bilgisayar işi yok.Mobil platform aynı zamanda ortalama satış fiyatı 300 ABD Doları'nın altında olan telefonları da hedefliyor - Android One'ın fiyatı 100 ABD Doları ve bunun çok rekabetçi olduğu söylenebilir. Android alıcıları, kullanıcı arayüzü, uygulama performansı veya çoklu görev desteği gibi karmaşık özellikler gerektiren reklamlar değil, aslında reklamların hedef kitlesidir. Android uygulamaları hâlâ reklam sunma için optimize edilmiştir.
Geçen yılki A10 ile karşılaştırıldığında, A11'in performansı optimize edilmiş iki genel amaçlı CPU'sunun hızı% 25 arttı ve enerji verimli çekirdekler daha da iyileştirildi.A11 enerji verimli çekirdek sayısını 4'e çıkardı ve hız% 70 arttı.
Geekbench koşu skorunda, aynı konfigürasyona sahip iPhone 7 ve iPhone 8'in bariz farklılıkları var.İkincisinin tek çekirdekli hızı öncekinden% 25, çoklu çekirdek hızı ise% 80 daha hızlı.
Bu özellikle belirtilmeye değer, çünkü Apple'ın çipi aynı zamanda yeni bir sinir motoruna, GPU'ya, kamera ISP'sine ve genel işlemci karşılaştırma testinin kapsamı dışında kalan diğer işlevlere sahip.
Samsung ayrıca uzun yıllardır sekiz çekirdekli işlemcilerini pazarlamaktadır.Ancak Samsung işlemcileri ile Apple arasındaki kontrast çok keskin.Samsung'un tek çekirdeği aslında çok yavaş ve işletim sistemi çok çekirdekli performansı etkin bir şekilde kullanmak için optimize edilmemiş. Google, Nexus 7'nin 16 çekirdeğe (CPU ve GPU çekirdeklerinin toplamı) sahip olduğunu iddia ediyor, ancak bunlar değil. Pazarlama her zaman sadece pazarlamadır ve cihaz daha hızlı hale gelmez. Aslında, ekipman hiç hızlanmamakla kalmadı, kullanım süresi uzadıkça ekipmanın performansı da zayıflamaya devam etti.
Çeşitli övünen pazarlamayla karşılaştırıldığında Apple, pratik uygulamalardaki ürünlerin performansını vurgular.Örneğin, A11 biyonik çip, 3D oyunlar ve AR deneyimi için optimize edilmiştir.
Apple, CPU'ya ek olarak, hassas verileri depolamak için A7'de Secure Enclave'i de tasarladı. Apple, A11 biyonik çipinin bu konuda geliştiğini ancak detaylı olarak tanıtmadığını söyledi.
SSD, güvenli depolama
A11 biyonik çipte, özel ECC algoritmalarıyla entegre ultra hızlı SSD depolama denetleyicisi gibi başka özel özellikler de vardır. Bu sadece hız için değil. Appleın donanım teknolojisi kıdemli başkan yardımcısı Johny Srouji (Johny Srouji) şunları söyledi: "Kullanıcılar ekipman satın aldıklarında, depolamanın dayanıklılığı ve performansı ekipmanla tutarlı olmalıdır."
Başka bir deyişle, cihazda depolanan veriler (dosyalar, uygulamalar ve fotoğraflar) daha iyi korunabilir, hataları veya depolama arızalarını önlemeye çalışabilir, hafıza ve dosya kaybı riskini azaltabilir ve bir süre kullanımdan sonra cihazın yavaşlamasını önleyebilir. sorun. Bu, birçok Android cihazda yaygın bir sorundur.
Apple, 2015 yılında MacBook'ta donanım düzeyinde SSD okuma ve yazmayı optimize eden özelleştirilmiş bir NVMe SSD depolama denetleyicisi başlattı. Ardından bu teknolojiyi A9 çipindeki iOS cihazlarına tanıtın. NVMe başlangıçta tüketici elektroniği için değil, kurumsal pazar için geliştirilmiştir. NVMe denetleyicisini cep telefonuna eklemek için uygun bir çözüm olmadığından, SSD depolamaya erişmek için nispeten ucuz, hazır (belirli bir yaş) protokolü vardır. Apple bunu kendi başına geliştirdi.
A11, Apple'ın üçüncü nesil iOS depolama denetleyicisini kullanıyor, ancak tanıtılması gereken çok şey var ve Apple bunu basın toplantısında tanıtmadı.
Yeni Apple Video Kodlayıcı
İki yıl önce Apple A9, aygıtları H.265 / Yüksek Verimli video içeriğini oynatmak için destekleyen donanım tabanlı bir HEVC kod çözücüyü getirdi. Geçen yıl A10, bu formatta içerik oluşturmak ve kaydetmek için iPhone 7'yi destekleyen bir donanım kodlayıcı tanıttı.
iOS 11 ayrıca bu yeni özellikleri destekler ve kamera ayarlarına karşılık gelen "verimli video yakalama" seçeneğini ekledi. Bu seçeneği açın, fotoğraflar HEIF formatını kullanacak ve videolar HEVC format sıkıştırmasını kullanacaktır.
Bu Yüksek Verimli formatların avantajı, yüksek çözünürlüklü fotoğrafların ve videoların kapladığı alanı büyük ölçüde azaltabilmeleridir.
Apple, HEVC formatındaki 1 dakikalık 4K 30fps videonun boyutunun 170MB olduğunu ve H.264 formatındaki aynı video boyutunun 350MB olduğunu, yani eskisinin iki katı olduğunu söyledi.
Bu HEVC video içeriğini oynatmak için doğal olarak bunları çözebilen ekipman gerekir. A9'dan önceki IOS cihazlarının kodu yazılımla çözülebilir, ancak donanım çözümleriyle karşılaştırıldığında yazılım daha uzun sürer ve çok fazla güç tüketir.
HEIF videosu H.264 videoya dönüştürülebilir veya kullanıcılar resimleri JPG formatında kaydetmeye ve videoları H.264 formatında kaydetmeye devam etmek için varsayılan olarak "çoğunlukla uyumlu" olabilir. Ancak bu, video kaydetmek için 4K 60fp'yi (ve 24 fps film ayarlarını) devre dışı bırakmak anlamına da gelir.
Apple, A11 için özel bir video kodlayıcı geliştirdi ve bunu açıkladı, bu gerçekten ilginç! Geçmişte, iPod'larda ve diğer cihazlarda Apple, Microsoft'un WMA, WMV ve VC-1 dahil olmak üzere çeşitli ses ve video kodeklerini entegre etmek ve desteklemek için sektördeki mevcut standartları doğrudan kullanıyordu. Apple bu kinetik enerjiyi etkinleştirmedi, ancak MPEG LA ortakları tarafından geliştirilen endüstri standartlarını kullanmayı seçti.
Microsoft'un Apple'ın satın aldığı çipler için Windows Media IP yetkisini alıp almadığını bilmiyoruz, ancak Apple'ın kullanmak istemedikleri şeyler için ödeme yapmalarını istemesi konusunda daha büyük bir sorun var. Apple artık kendi video kodlayıcılarını geliştirdiğine göre, çip tedarikçisi tarafından seçilen tüm kodekleri değil, yalnızca desteklenen formatları optimize etmeleri gerekiyor.
Google'ın YouTube'u, iOS kullanıcılarına H.264 video içeriği sağlamak için başlangıçta Apple ile işbirliği yaptı. Ancak Google, On2'den edindikleri VP8 ve VP9 codec bileşenlerini iyileştirmeyi planlıyor. YouTube, iOS kullanıcıları için H.264 videoları sağlamaya devam etse de, YouTube videoları için H.264 formatı veya daha yeni H.265 / HEVC formatı bulunmadığından Safari kullanıcıları, web üzerinde 4K YouTube videolarını izleyemez.
Dolayısıyla, Apple TV 4K'nın YouTube 4K içeriğini oynatamadığını göreceksiniz.Bu aslında Google'ın Apple TV 4K'nın çözebileceği içeriği sağlamadığı içindir. Google'ın iOS cihazlar için 4K desteği sağlamayı reddetmeye devam edip etmeyeceği konusunda Apple ve Google'ın bu sorunu nasıl çözeceği henüz bilinmiyor.
İPhone 7, iPhone 8 ve iPhone X, verimli ve özel olarak optimize edilmiş bir HEVC kodlayıcıyı entegre ettikten sonra, kullanıcılar daha fazla fotoğraf ve video depolamak için daha az alana ihtiyaç duyar. Bunun SSD depolama aşınmasını da azaltabileceği düşünülebilir, çünkü nesnelerin yaklaşık yarısı yazılacak, taşınacak ve sonra aniden silinecek.
HEVC ayrıca daha yüksek kare hızlı içerik kaydetmeyi de destekler. iPhone 8 ve iPhone X, 4K 60fps video kaydını destekler. İPhone 7 ile kaydedilen 4K video da çok net olsa da kamera veya konu kayıt sırasında çok hızlı hareket ederse ekran sallanacaktır. 60 fps'yi destekliyorsanız, video daha iyi görünecektir.
Bununla birlikte, kare hızı ne kadar iyi olursa, gelişmiş sıkıştırma teknolojisi yoksa, bir dakikalık video 800MB alan kaplayabilir. HEVC kullanıldığında, 4K 60fps video, 4K 30fps videoya kıyasla fazla yer kaplamaz. Buradaki kullanıcılara HEVC 60fps videonun oynatmak için güçlü işlem gücü veya özel bir donanım kod çözücüsü gerektirdiğini hatırlatmak istiyorum. Eski Mac'in iPhone 7 ile kaydedilen 4K videoları oynatmak çok zordu.
A11 biyonik çip hakkında çok şey tanıtmış olmamıza rağmen, bu çipte hala açıklanmamış birçok sır var.
Weifeng.com'un resmi WeChat'i takip etmeye hoş geldiniz: Weifeng.com (weiphone_2007) en son Apple haberlerini toplar ve en yeni teknoloji bilgilerini seçer.
