نگاهی دقیقتر به پروسسور Apple A10 حاضر در iPhone 7 و iPhone 7 Plus
واحد خبر mobile.ir : هفته گذشته شرکت پس از مدتها انتظار، و را به عنوان پرچمداران جدید این برند . این دو اسمارتفون که در دو طیف رنگ تازه و حافظههای داخلی حجیمتر در دسترس قرار گرفتند، نهتنها از دوربینهای متحولشدهای برخوردار بودند بلکه حذف المانهای کلاسیکی همچون جک هدست و دکمه فشاری زیر صفحهنمایش نیز نوید آغاز تغییراتی بزرگ را در این نسل میداد؛ تحول در آیفونهای جدید طبیعتا به قسمتهای پردازشی و به خصوص چیپست جدید Apple A10 Fusion هم ادامه پیدا میکند در ادامه سعی میکنیم با این چیپست حاضر در هر دو گوشی آیفون 7 و ایفون 7 پلاس بیشتر آشنا شویم.
نهتنها اپل بلکه بسیاری از کارشناسان این حوزه نیز چیپست A10 را مهمترین و برجستهترین پروسسور تولیدی اپل از زمان استفاده از ساختار 64 بیتی در این مجموعه تلقی میکنند. اپل حتی از این نیز فراتر رفته و A10 را قدرتمندترین چیپست موبایلی که تاکنون ساخته شده است معرفی میکند.
اپل در همان ابتدای معرفی A10 Fusion در جلسه رونمایی از آیفونهای جدید به بزرگترین تغییر فیزیکی رخ داده در این چیپست یعنی 4 هسته پردازشی حاوی 3.3 میلیارد ترانسیستور اشاره کرد. این میزان ترانسیستور تا به امروز در هیچیک از پروسسورهای پیشین اپل حضور نداشته و به عنوان نمونه 2 برابر تعداد ترانسیستورهای حاضر در چیپست A8 دو سال گذشته (حاضر در آیفون 6 و آیفون 6 پلاس) به حساب میآید. در چیپست قبلی یعنی A9 (حاضر در آیفون 6s و آیفون 6s Plus) نیز با اینکه هیچگاه به تعداد دقیق ترانسیستورها اشاره نشد اما از نگاه بسیاری از صاحبنظران این تعداد بیش از 2 میلیارد و کمتر از 3 میلیارد تخمین زده میشود. افزایش چشمگیر تعداد ترانسیستورها تنها یکی از نقاط قوت اصلی A10 به حساب میآید پسوند Fusion (به معنای ادغام و ترکیب) در ادامه نام این مدل به ساختار ناهمگون و اصطلاحا heterogeneous این چیپست اشاره دارد جاییکه برای اولین بار دو هسته پردازشی دیگر به جمع پردازندههای دوگانه قبلی افزوده شده و A10 را بدینترتیب باید یک چیپست چهار هستهای نامید. دو هسته جدید البته از قدرت کمتری در مقایسه با هستههای اصلی برخوردار بوده و برای نیازهای پردازشی سبکتر سیستمعامل به کار گرفته میشوند.
یک سوال مطرح شده در این میان دلیل به کارگیری دو هسته متفاوت دیگر در ساختار A10 از سوی اپل است؛ این شرکت در سالهای گذشته نیاز پردازشی خود را معمولا با ارتقا فرکانس پردازندههای یکسان در ساختار یک چیپست برطرف میکرد اما در A10 با حضور دو نوع مختلف پردازنده شرایط به گونه دیگری پیش میرود. از جمله دلائل این ساختار جدید را باید در حرارت بسیار بیشتر هستههای پردازشی هنگام ارتقا فرکانس و هزینههای کنترل این حرارت جستوجو کرد. بزرگتر کردن پردازندهها به دلیل محدودیتهای فضای ویفر نیز عملا در یک نقطه متوقف میشود و حتی پردازندههای بسیار بزرگتر دسکتاپی نیز به همین علت در نزدیک به یک دهه گذشته از فرکانس 3 تا 4 گیگاهرتز فراتر نرفتهاند. بدینترتیب تقسیم وظایف بین دو نوع مختلف پردازنده با امکان سوئیچ و واگذاری وظایف گوناگون در فضای محدودی به ابعاد یک چیپست موبایلی یکی از راهحلهای منطقی و طبیعی برای افزایش پرفورمنس به نظر میرسد.
یک نکته جالب در این میان، به احتمال فراوان تغییر نکردن پروسه ساخت چیپست A10 نسبت به A9 سال گذشته و استفاده مجدد از فناوری 16 نانومتری FinFET شرکت TSMC است. بدینترتیب برای جا دادن تعداد بسیار بیشتری ترانسیستور در یک چیپست بدون تغییر در فناوری ساخت، چارهای جز بزرگتر کردن فضای ویفر سیلیکونی (die) باقی نمیماند بنابراین به احتمال فراوان ابعاد فیزیکی A10 نیز نسبت به گذشته بزرگتر شده است. بهینهسازی فضا و تغییر در جایگذاری اجزای پردازشی چیپست دیگر راهحل متصور برای اپل برای حفظ معماری ساخت از یک سو و جای دادن ترانسیستورهای بیشتر در آن از سوی دیگر است.
اپل در زمینه کارایی دو هسته قویتر حاضر در A10 به 40 درصد پرفورمنس بیشتر در مقایسه با A9 سال گذشته و 2 برابر بیشتر از A8 سال پیش از آن اشاره کرده است. از سوی دیگر فرکانس 2.33 گیگاهرتزی هستههای قویتر حاضر در A10 تنها نزدیک به 25 درصد بیشتر از فرکانس 1.85 گیگاهرتزی هستههای دوگانه Apple A9 سال گذشته به حساب میآید و این 15 درصد اختلاف باقی مانده (اختلاف 40 درصد مورد ادعادی اپل و 25 درصد ناشی از افزایش فرکانس) باید در جای دیگری به جز کلاک پردازنده رخ داده باشد. از جمله موارد احتمالی منجر به این اختلاف، بهبود کارایی حرارتی سیستم پکیجینگ اختصاصی TSMC موسوم به InFO Packaging است که میتواند تاثیر بسیار ویژهای بر عملکرد کلی سیستم و تفاوت محسوس آن در مقایسه با نسل قبلی داشته باشد. افزایش کلاک پردازنده در A10 نیز به لطف حضور دو هسته ضعیفتر و سیستم مقیاسبندی دینامیک ولتاژ و فرکانس (DVFS) به گونهای تغییر یافته که اینک امکان تقسیم وظایف بین هستهها و یا غیر فعال کردن کلی هستههای دلخواه برای چیپست فراهم میآید.
قدرت پردازشی A10 از نگاه اپل نسبت به آیفون اولیه ارائه شده در سال 2007 تا 120 برابر افزایش یافته است.
اپل همچنین میزان مصرف انرژی هستههای ضعیفتر حاضر در A10 را یک پنجم هستههای اصلی قویتر اعلام کرده که بدینترتیب در مصرف باتری به خصوص برای کارهای سبکی همچون چک کردن ایمیل صرفهجویی بسیار زیاد صورت میگیرد.
ارتقا فرکانس هستههای اصلی به 2.33 گیگاهرتز در A10، اپل را تقریبا در یک رده با رقبای اصلی خود و سازندگانی همچون کوالکام و قرار میدهد. افزایش ولتاژ و ارتقا فرکانس در این مجموعه بیش از همه چیز به دلیل اطمینان اپل از اتلاف حرارتی کمتر این پروسسور صورت گرفته است. به بیان دیگر A10 با تجهیرات جددی خود، بسیار بیشتر از نسلهای قبلی قادر به کنترل و دفع حرارت تولیدی در این مجموعه حتی پس از افزایش ولتاژ و فرکانس بوده و به همین علت دست اپل در قرار دادن ترانسیستورهای بیشتر و افزایش بیشتر کلاک باز بوده است.
امکان به اشتراک گذاشتن حافظه کش و جلوگیری از تاخیر سیستم برای به دست آوردن دیتای فعلی یکی دیگر از گزینههای احتمالی جدید چیپست A10 به حساب میآید. این ایده البته پیش از این در مجموعه ARM در سال 2011 با معرفی ساختار big.LITTLE به کار گرفته شده بود که در آن نوعی وابستگی و اشتراک کش مابین هستههای قویتر (big) و ضعیفتر (LITTLE) رخ میدهد با این تفاوت که این نوع اشتراکگذاری به صورت اختصاصی برای کارکرد با پلتفرم لینوکس (که اندروید نیز زیر شاخهای از آن به حساب میآید) بهینهسازی شده بود و بدینترتیب اپل برای استفاده از این فناوری در مجموعه iOS نیاز به ایجاد تغییرات کلی در این سیستم داشته است.
جدا از مجموعه پردازشی، واحد گرافیکی یا GPU چیپست A10 نیز نسبت به گذشته بسیار با تغییر روبرو شده است. اپل پرفورمنس این قسمت را 50 درصد سریعتر از گرافیک A9 و 3 برابر بیشتر از گرافیک A8 ارزیابی میکند و از این گذشته مصرف انرژی آن را نیز به ترتیب دو-سوم و یک-دوم کمتر از A9 و A8 میداند. این GPU به گفته Phil Schiller، نائب رئیس ارشد بازاریابی جهانی اپل، همانند یک نمونه 6 هستهایست که از لحاظ ساختار شباهتهای نزدیک به A9 دارد.
این گرافیک در مقایسه با نمونه حاضر در آیفون اولیه که در سال 2007 به بازار ارائه شد 240 برابر سرعت بیشتری را ارائه میدهد. این گرافیک از دیدگاه اپل کارایی و قابلیتهایی در سطح یک کنسول بازی را با تکیه بر اسپیکرهای استریو و طیف رنگهای گسترده صفحهنمایش ارائه میدهد.
