A Apple é o maior cliente da TSMC. Em 2021, 26% da receita deste fabricante taiwanês de semicondutores veio da empresa maçã, um valor muito superior aos 5,8% derivados da sua atividade para a MediaTek, que é o seu segundo melhor cliente. A estreita ligação entre estas duas empresas causou Apple será cliente prioritário da TSMCe, precisamente, o recentemente apresentado SoC A17 Pro do iPhone 15 Pro e Pro Max é o resultado desta aliança.
Este chip foi projetado pelos engenheiros da divisão Apple Silicon com base no SoC A16 Bionic, mas sua fabricação é realizada pela TSMC em seu nó de litografia ultravioleta extremo (EUV) de 3 nm. A partir de 2024, esta empresa taiwanesa poderá provavelmente produzir semicondutores nos nós N5, N5P, N4, N4P e N4X da sua nova fábrica no Arizona (EUA), mas os chips de 3 nm só chegarão em 2026, pelo que é evidente que o SoC A17 Pro está sendo fabricado nas instalações da TSMC em Taiwan.
A fotolitografia UVE de 3 nm é o melhor trunfo do processador A17 Pro
Na tabela que publicamos abaixo destas linhas coletamos as principais especificações dos processadores A17 Pro e A16 Bionic, e a priori não parece haver grande diferença entre esses dois chips. Porém, esse sentimento é apenas uma miragem. E, como veremos a seguir, a Apple introduziu melhorias na microarquitetura dos núcleos de CPU de alto desempenho, dos de alta eficiência, e também dos núcleos de GPU e do Neural Engine, responsável pela execução dos algoritmos de inteligência artificial.
Isto significa simplesmente que a tabela nos oferece apenas parte da informação que nos interessa saber para compreender o que nos oferece o processador dos novos iPhone 15 Pro e Pro Max. Seja como for, o melhor trunfo desses chips é a litografia. O salto dos 4nm do SoC A16 Bionic para os 3nm do A17 Pro deve permitir que este ultrapasse o seu antecessor em termos de desempenho por watt e eficiência geral, embora não tenhamos certeza até que tenhamos a oportunidade de analisar em primeira mão.
a17 profissional | a16 biônico | |
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litografia | TSMC3nm | TSMC 4nm |
transistores | 19.000 milhões | 16 bilhões |
arquitetura | BRAÇO | BRAÇO |
conjunto de instruções | AArch64 | AArch64 |
núcleos de alto desempenho | 2 | 2 |
núcleos de alta eficiência | 4 | 4 |
núcleos de GPU | 6 | 5 |
motor neural de núcleos | 16 | 16 |
operações do motor neural | 35 bilhões/s | 17 trilhões/s |
O SoC A17 Pro implementa seis núcleos de CPU: dois de alto desempenho e quatro de alta eficiência. Segundo a Apple, os dois primeiros são até 10% mais rápidos que os núcleos equivalentes do processador A16 Bionic graças às melhorias que implementaram nos algoritmos de previsão de ramificação de código e nos motores de decodificação e execução de instruções. Precisamente estes são melhorias na microarquitetura dos quais falei algumas linhas acima. Por outro lado, novamente de acordo com a Apple, os núcleos de alta eficiência têm uma relação de desempenho por watt maior do que os núcleos comparáveis do chip A16 Bionic.
Por outro lado, a lógica gráfica implementada no novo SoC da Apple incorpora 6 núcleos e é suportada por uma nova arquitetura de shader que, juntamente com outras otimizações de microarquitetura, permite que esta GPU seja 20% mais rápida que a do chip A16 Bionic. Novamente, não podemos avaliar o desempenho desta lógica gráfica até testá-la minuciosamente, mas ela parece muito boa.
Na verdade, a Apple afirma que sua capacidade de acelerar o ray tracing por hardware permite sustentar uma cadência média de 30 FPS em jogos exigentes. Esses recursos permitirão que o iPhone 15 Pro e Pro Max recebam versões dos jogos ‘Resident Evil Village’, ‘Resident Evil 4’, ‘Death Stranding’ ou ‘Assassin’s Creed Mirage’, entre outros, nos próximos meses.
Não sabemos em detalhes como a lógica do Neural Engine dos chips A17 Pro e A16 Bionic difere, mas a Apple confirmou que ambos possuem o mesmo número de núcleos: 16. Claro, eles não são iguais. E sabemos que não o são porque o motor de IA do chip A17 Pro é capaz de realizar 35 trilhões de operações por segundo, enquanto o do A16 Bionic está perto de 17 trilhões de operações por segundo. Em ambos os casos, estes são milhares de milhões nossos, não dos anglo-saxões.
No próximo slide podemos ver que a lógica do controlador USB 3 está implementada dentro do SoC e não em outro chip do iPhone 15 Pro e Pro Max. E faz sentido porque esta decisão de design um impacto positivo no desempenho colocando a lógica USB muito próxima dos núcleos da CPU. De facto, uma das principais vantagens dos SoCs relativamente à distribuição tradicional de unidades funcionais em vários circuitos integrados é que a proximidade física dos blocos lógicos facilita a implementação de ligações de alto desempenho e reduz a latência.
A Apple perdeu a oportunidade de fornecer ao seu iPhone 15 mais acessível a conectividade física mais avançada
Uma coisa que queremos que os usuários tenham em mente é que apenas os modelos Pro implementam o protocolo USB 3.2 (até 10 Gbps) no conector USB-C (parece que o link Lightning definitivamente desapareceu, como esperávamos); O iPhone 15 e o iPhone 15 Plus possuem apenas conectividade USB 2.0 (até 480 Mbps). E é uma pena. Não há dúvida de que a Apple perdeu a oportunidade de fornecer ao seu iPhone 15 mais acessível a conectividade física mais avançada.
No último slide podemos ver a localização física dentro do SoC da lógica responsável pela implementação dos codecs ProRes e AV1, bem como o motor que atua como intermediário entre a lógica gráfica e a tela desses iPhones. Infelizmente a Apple revelou apenas alguns detalhes sobre a microarquitetura do processador A17 Pro, então, no momento, o que podemos dizer é o que coletamos neste artigo. Investigaremos mais a fundo esse chip quando uma das primeiras unidades do iPhone 15 Pro cair em nossas mãos.
Mais informação: Maçã
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