Как правило, мобильные устройства Apple последнего поколения занимают далеко не самые последние позиции в различных бенчмарках, а используемые в их основе SoC отличаются достаточно высоким уровнем производительности как по части CPU, так и по части GPU. И если получить достаточно полное представление о производительности позволяют эти самые бенчмарки, то понять, чем же она обеспечивается, — задача не из легких, поскольку для Apple не свойственно делиться детальными техническими характеристиками.
Без снимка кристалла A8X рассуждения на тему характеристик новейшей SoC можно сравнить с гаданиями на кофейной гуще. Известно было лишь, что в конфигурацию этой однокристальной платформы входят три улучшенных процессорных ядра Cyclone и 2 МБ кэш-памяти второго уровня (L2). Эту информацию раскрывает ОС, за что ей большое спасибо. Настоящей загадкой до недавнего времени оставалась графическая составляющая A8X. Операционная система iOS не давала ответа на вопрос о конфигурации и производительности GPU, данные показатели являлись частью сложного уравнения с множеством переменных и во многом зависят от значения рабочей частоты GPU и количества унифицированных кластеров (Unified Shading Clusters, USC).
Ранее журналисты AnandTech, опираясь на свои внутренние результаты тестирования и предоставленную Apple информацию, сделали предположение, что за обработку графики в A8X отвечает PowerVR GX6650, самое мощное решение из линейки графических ускорителей Imagination Technologies. Однако в результате более детального анализа тестов и изучения снимка кристалла A8X, полученного от Chipworks, в AnandTech пришли к выводу, что в новом чипе Apple используется еще более сложный GPU с 8-кластерным дизайном.
На днях Imagination анонсировала графику следующего поколения PowerVR Series7. И хотя отгрузки новых GPU не начнутся раньше следующего года, из анонса стало ясно, что модель Series7XT может масштабироваться до 16 кластеров USC – вдвое больше, нежели Series6XT. Именно это привернуло внимание журналистов и заставило провести более детальный анализ. Дело в том, что Imagination никогда не выпускала модель с 8-кластером дизайном и применяемый в A8X теоретически должен носить название GXA6850.
На предоставленном ресурсом Chipworks снимке кристалла хорошо видны все восемь кластеров GPU и выглядит все так, как будто перед нами два GX6450, расположенных бок о бок. Как уже отмечалось выше, у Imagination нет 8-кластерного дизайна Series6XT. Иначе говоря, Apple воспользовалась расширенной лицензией и создала собственный дизайн GPU с 8 кластерами на основе GX6450. Его неофициальное название – GXA6850.
Площадь кристалла A8X, выпускаемого, по предварительным данным, TSMC по нормам 20-нм техпроцесса, составляет 125 мм2 (12,5х10 мм), что немного больше по сравнению с 28-нм чипом NVIDIA GK107 (118 мм2), но меньше площади 2-ядерного 22-нм процессора Intel Haswell 2C+GT2 (130 мм2). Что касается количества транзисторов и, соответственно, сложности структуры A8X, в его состав входит около 3 млрд транзисторов. По количеству транзисторов A8X превосходит не только два вышеупомянутых чипа, но и даже 4-ядерный CPU Intel Haswell 4C+GT3 (1,7 млрд транзисторов), занимая свое место между GPU NVIDIA GK104 (3,5 млрд транзисторов) и GK106 (2,5 млрд транзисторов). На графическую составляющую отводится примерно 30% площади кристалла A8X (38 мм2).
Суммарное количество блоков FP32 ALU в GPU A8X составляет 256, или 32 на один кластер. Графический процессор поддерживает OpenGL ES 3.1. В численном выражении производительность составляет 512/1024 (FP32/FP16) FLOPS и 16 текселей за такт в 8-кластерной конфигурации. Для сравнения, производительность модели PowerVR GX6650 (192 блока FP32 ALU) составляет 384 (в режиме FP32) или 768 (FP16) FLOPS и 12 текселей за такт.
По мнению журналистов AnandTech, Apple приняла решение отказаться от 6-кластерного дизайна в пользу 8-кластерного не столько для повышения производительности, хотя 30% прирост над iPhone 6 Plus по показателю графической мощности в расчете на один пиксель выставляет iPad Air 2 в более приглядном свете, сколько для увеличения пропускной способности шины памяти. Шина шириной 128-бит требует много контактов, которые нужны и для других компонентов SoC: флэш-памяти, дисплея, звука, USB, Wi-Fi, и т.д. Этого можно было добиться только увеличив площадь чипа, поэтому Apple решила добавить два дополнительных кластера GPU, что соответствует примерно 10 мм2.
С 256 процессорными блоками FP32 ALU в SoC A8X компания Apple практически вплотную приблизилась к возможностям настольных видеокарт начального уровня. Как бы там ни было, но платформы Apple A8X и NVIDIA Tegra K1 в настоящее время с точки зрения графической производительности достаточно хорошо смотрятся в сравнении с остальными планшетными SoC.
Источник: AnandTech