Apple tiene la reputación de ser un diseñador de chipsets de primer nivel, que ofrece un rendimiento ultrarrápido que a menudo ha avergonzado a sus competidores de Android. El Apple A14 Bionic es el último chip de la compañía, que alimenta toda la gama de iPhone 12. Fue el primer conjunto de chips anunciado que se construirá con el proceso de vanguardia de 5 nm de TSMC, lo que trajo consigo mejoras en el rendimiento y la eficiencia energética más allá de los diseños más grandes de 7 nm de 2020.

Durante la presentación de lanzamiento del iPhone, Apple pasó más tiempo comparando el A14 Bionic con el A12 mucho más antiguo que con el A13 más moderno. Eso insinúa ganancias de rendimiento menores en esta generación. Con los teléfonos Android que se benefician de un modelo Qualcomm Snapdragon 865 Plus mejorado y el Snapdragon 875 a la vuelta de la esquina, la brecha de rendimiento podría ser más estrecha que nunca.

Tenemos el iPhone 12 Pro en casa. Así que pensamos en ejecutar algunos puntos de referencia en el chip para ver cómo funcionaba. También profundizaremos en las novedades del chipset de Apple.

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Una mirada más cercana al Apple A14 Bionic

La mayor novedad con el Apple A14 Bionic es el paso al nodo de fabricación de 5 nm más pequeño de la industria. Aunque es interesante, el análisis sugiere que el cambio a 5 nm solo ha logrado una reducción de 1,49 veces en el tamaño de la matriz en lugar de las afirmaciones de TSMC de una reducción de 1,8 veces por 5 nm. Cada vez es más difícil reducir el funcionamiento interno de un chip, especialmente cuando se trata de memoria. Independientemente, eso no es lo único nuevo del último chip de Apple.

Apple se queda con un diseño de arquitectura de CPU hexa-core 2 + 4 big.LITTLE, pero cambia a los nuevos núcleos “Firestorm” e “Icestorm”. Apple tiene como objetivo el rendimiento de la CPU de clase portátil con su nuevo chip, que puede terminar como la base de los Macbooks con tecnología Arm que se lanzarán más adelante este año. Los esfuerzos de diseño de CPU personalizados de Apple a lo largo de los años realmente están comenzando a alejarse de las piezas estándar que hemos visto en Arm. La gran pregunta es qué tan bien estos núcleos más potentes pueden mantener su máximo rendimiento en un factor de forma de teléfono inteligente. Curiosamente, Apple no comentó sobre la eficiencia durante el lanzamiento.

Apple ha gastado más en silicio fuera de las actualizaciones tradicionales de CPU y GPU.

En el lado de la GPU, Apple también se queda con un clúster de GPU de 4 núcleos, que se construye completamente internamente. Este diseño tiene el mismo aspecto que el A13, y es probable que cualquier mejora de rendimiento provenga de aumentos de reloj en lugar de mejoras importantes en la arquitectura o el recuento de núcleos.

El resto de los 11.8 mil millones de transistores, un aumento del 38% sobre los 8.5 mil millones del A13, se puede encontrar en mejoras al motor neuronal de 16 núcleos para cargas de trabajo de IA y procesamiento de imágenes. Apple cuenta con 11 TOP de rendimiento de inferencia de IA, frente a 6 TOP en el A13. Sobre el papel, eso todavía está detrás de los 15 TOP de rendimiento de IA del Snapdragon 865. Sin embargo, estas cifras carecen razonablemente de significado. Los TOP no nos dicen qué hace cada operación ni cuánta energía consumen para ejecutar.

Una foto de matriz metálica superior del Apple A14 con ubicaciones estimadas de componentes.

El iPhone 12 Pro también es el primer teléfono inteligente 5G de Apple. Al igual que el Snapdragon 865, el A14 Bionic no cuenta con un módem 5G integrado. En cambio, Apple ha recurrido a Qualcomm y ha emparejado el chip con un módem de modo dual Snapdragon X55 4G y 5G. Esto incluye compatibilidad con mmWave y sub-6GHz, 5G FDD, línea costera de espectro 4G / 5G y compatibilidad con redes 5G independientes preparadas para el futuro. Las velocidades del módem tienen un límite de 7 Gbps en redes mmWave. Sin embargo, los consumidores verán velocidades mucho más bajas que eso. Curiosamente, Apple parece haber optado por una antena USI mmWave de fabricación china más delgada en lugar de la QTM525 de Qualcomm que se encuentra en los teléfonos inteligentes Android.

Especificaciones de A14 Bionic frente a SoC de Android

Apple A14 Bionic Qualcomm Snapdragon 865HiSilicon Kirin 9000Samsung Exynos 990CPU Config2x Firestorm (núcleos grandes)
4x Icestorm (pequeños núcleos)
(Diseños de CPU totalmente personalizados) 1x Cortex A77 @ 3.1GHz
3x Cortex-A77 a 2,4 GHz
4x Cortex-A55 a 1,8 GHz
(Diseños de CPU semi-personalizados) 1x Cortex-A77 @ 3.13GHz
3x Cortex-A77 a 2,54 GHz
4x Cortex-A55 @ 2.05GHz 2x Mangosta 5ta generación
2x Corteza-A76
4 núcleos Cortex-A55GPU4 (diseño interno de Apple) Adreno 650
(+ 10% de aumento sobre Snapdragon 865) Mali-G78, 24 núcleos Mali-G77, 11 núcleos AI / DSP Motor neuronal de 16 núcleos Hexagon 698 DSP + Tensor Accelerator 2x gran núcleo
1x núcleo diminuto NPU de doble núcleo + DSPRAMLPDDR4XLPDDR5LPDDR5 / LPDDR4XLPDDR5Modem4G LTE
5G sub-6Ghz y mmWave
(externo) 4G LTE
5G sub-6Ghz y mmWave
(externo) 4G LTE
5G sub-6Ghz y mmWave
(integrado) 4G LTE
5G sub-6Ghz y mmWave
(externo) Proceso 5nm7nm EUV5nm7nm EUV

Resultados de la prueba de rendimiento del iPhone 12 Pro

Comencemos comparando el nuevo Apple iPhone 12 Pro con el iPhone 11 Pro de la generación anterior y su procesador A13.

Para empezar, hay un salto notable en el rendimiento de la CPU gracias a los nuevos núcleos. El rendimiento de un solo hilo aumenta un 21% en el popular punto de referencia GeekBench 5. Del mismo modo, el rendimiento de múltiples núcleos mejoró en un 17% decente. Esto se debe al cambio de las CPU “Lightning” y “Thunder” a la nueva microarquitectura grande y pequeña “Firestorm” y “Icestorm”. Además de cualquier aumento adicional de la velocidad del reloj disponible mediante el proceso más pequeño de 5 nm.

El rendimiento general del sistema, a través de AnTuTu, también experimenta un salto decente. Esto se debe a una combinación de CPU y GPU más rápidas. Sin embargo, la mayor parte de la mejora parece provenir de mejoras en el sistema de memoria, como la nueva tecnología de compresión de Apple y el gran sistema de caché en el chip. Definitivamente parece haber habido una mejora notable aquí: hasta un 30% de aumento con respecto a la generación anterior en total.

El resultado de la GPU es más decepcionante. No registramos ninguna mejora de rendimiento entre los dos teléfonos con 3DMark. Aunque esto podría deberse a las pruebas particulares del punto de referencia y a los pocos píxeles de pantalla adicionales que la GPU tiene que manejar en el iPhone 12 Pro. AnTuTu muestra un mayor impulso para el rendimiento de la GPU sobre el conjunto de chips de última generación, pero no es enorme. Incluso las propias estimaciones de Apple sitúan la mejora por debajo del 8% desde el A13. Definitivamente esta vez es un caso de mejora mínima para el rendimiento de los gráficos.

Por supuesto, hay más en los SoC de teléfonos inteligentes que solo el rendimiento de la CPU y la GPU en estos días. Apple también ha invertido una buena parte de silicio en sus componentes de procesamiento de imágenes e inteligencia artificial. Sin embargo, las mejoras aquí son mucho más difíciles de probar con puntos de referencia.

¿Y contra Android?

Existe un error común al comparar los puntos de referencia de Apple y Android: no son una comparación justa. Muchos puntos de referencia, en particular aquellos que hacen hincapié en la GPU, se ejecutan utilizando diferentes API de gráficos. Como Metal de Apple frente a OpenGL y Vulkan utilizado por teléfonos Android. Como tal, los puntajes funcionan de manera un poco diferente, lo que dificulta la comparación directa.

Lo que podemos hacer es comparar el rendimiento de la CPU de GeekBench 5. Para otros, tendremos que observar la diferencia de rendimiento entre el iPhone 11 Pro y 12 Pro y comparar eso con una comparación anterior que hicimos entre el teléfono Apple más antiguo y el Snapdragon de Qualcomm. 865 para ponernos en el estadio correcto. Así que repasemos las matemáticas.

Para empezar, GeekBench 5 y nuestras propias pruebas anteriores dan una ventaja de CPU de un solo núcleo decente al Apple A13 y, por extensión, al A14 más nuevo. Sin embargo, con más núcleos grandes, descubrimos anteriormente que el Snapdragon 865 fue cara a cara e incluso superó al Apple A13 en escenarios de múltiples núcleos. La ventaja era solo del 8%, por lo que el nuevo A14 Bionic supera con su gran mejora de CPU. Sin embargo, la brecha sigue siendo bastante estrecha y podría volver a cerrarse fácilmente el próximo año.

Apple recupera una ventaja de CPU saludable con el A14 Bionic.

Nuevamente, no podemos comparar las pruebas de GPU directamente debido a las diferentes resoluciones de pantalla y API en todos los dispositivos. Sin embargo, el iPhone 12 Pro parece aumentar el rendimiento general del sistema por un margen muy saludable. Por lo tanto, también extenderá su liderazgo sobre los SoC de Android de generación actual en este sentido. Sin embargo, el Asus ROG Phone 3 y su Snapdragon 865 Plus ofrecen un rendimiento gráfico realmente competitivo.

En general, el A14 de Apple parece el chip más rápido del mercado en este momento. Aunque, debemos recordar que los nuevos SoC de Android están llegando al mercado en estos momentos. Están mejor situados para enfrentarse al A14 Bionic. Estos incluyen el Kirin 9000 de Huawei y el Snapdragon 875 de Qualcomm, que probaremos con más detalle pronto. Con ganancias mínimas de GPU en esta generación, es muy posible que los teléfonos Android cierren esta brecha de larga duración en 2021.

Puntos de referencia de Apple A14 Bionic: el veredicto

Con notables mejoras de CPU y memoria, pero ganancias limitadas de GPU en esta generación, el A14 Bionic es una clara señal de las ambiciones de Apple. Con las Mac impulsadas por Arm en el horizonte, la A14 duplica las ganancias de la CPU para cerrar la brecha entre los productos móviles y portátiles y extender el liderazgo de Apple en los SoC de Android. Se espera que el A14 sea la base de los chips portátiles de Apple, después de todo, aunque con una huella de silicio más pequeña para gráficos y recuento de núcleos.

Al mismo tiempo, Apple ha dedicado más silicio que nunca a las capacidades de “IA” y fotografía. Dos piedras angulares de las capacidades informáticas heterogéneas de los teléfonos inteligentes. Es casi seguro que los SoC de Android de próxima generación lo sigan en ese sentido, pero no esperamos que el rendimiento de la CPU llegue tan lejos en el territorio de las computadoras portátiles como Apple. Aunque la central eléctrica de Arm, Cortex-X1, ciertamente podría ayudar a cerrar la brecha. Sin embargo, en general, es la ventaja de juego de Apple la que parece más amenazada en la próxima generación.

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La última incógnita de todo esto es qué tan bien ayuda 5nm a los chips a mantener el máximo rendimiento. Podremos construir una mejor imagen una vez que estos pequeños chips lleguen al mercado. Comprobaremos cómo le va al Apple A14 Bionic en comparación con el Kirin 9000 de Huawei y el próximo Snapdragon 875 de Qualcomm lo antes posible.