iPhone X, A11 zapomnijcie o bryle! Zajrzyjcie do środka

iPhone X, A11 „zapomnijcie o bryle!”, chciałoby się krzyknąć, skoro „nie suknia zdobi człowieka”. Ja w przeciwieństwie do wielu innych blogerów zajrzę nowym iPhone’om „pod maskę”.

iPhone X, A11: „Nie ma takiej rury na Świecie, której nie można odetkać”, czyli przecieki.

Niby przed premierą wiedzieliśmy już „wszystko”, nazwy nowych wynalazków, wygląd, nowe funkcje, a nawet ilość i rodzaj rdzeni procesora A11. I choć zdecydowana większość przecieków się potwierdziła, to jednak nikt nie wiedział jak to będzie naprawdę działać (i wielu rzeczy nadal dokładnie nie wiemy). Dodatkowo pojawiło się sporo informacji, które mnie zaskoczyły.

Nie jestem wzrokowcem. Choć wygląd jest dla mnie ważny, to z racji słabej pamięci wzrokowej szybko się przyzwyczajam do nowości lub nie martwię brakiem większych zmian. Dodatkowo jestem fanem technologii, który chce wiedzieć „co jest w środku”. Dlatego skupię się na tym, co mnie najbardziej poruszyło.

Procesor A11

Przed konferencją wiedzieliśmy nawet, jak wygląda w środku, że ma 2 nowe rdzenie wydajne i 4 nowe oszczędne, że zastosowano podział pamięci podręcznej inny niż w A10. Jednak wiele informacji mogło zaskoczyć. Oto moja subiektywna lista dotycząca tylko SoC A11:
Nowy własny procesor obrazu ISP dla aparatu. Lepszy, szybszy itp. miło, ale będzie ciekawiej.
Pierwszy raz Apple zastosował zaprojektowane samodzielnie rdzenie graficzne!
Zdziwiłem się, że tak szybko, bo nadal jeszcze trwa wrzawa wokół poprzedniego dostawcy projektów GPU dla Apple: Imagines Technologie, który znalazł się na krawędzi bankructwa, po tym, jak Apple ogłosiło, że kończy z nim współpracę w ciągu „od 15 do 24 miesięcy”. O tych nowych rdzeniach wiemy tylko, że są o 30% wydajniejsze przy o połowę mniejszym zużyciu energii oraz że zaprojektowano je specjalnie z uwzględnieniem API Metal 2. Wiemy też, że występują w A11 w ilości 3 sztuk. Robi się ciekawie.

CPU, ogromna rewolucja w A11

Dwa rdzenie wydajne, „tylko” 25% szybsze od poprzedników z A10, ale tu naprawdę ciężko bez gruntownej zmiany technologii coś wydusić przy zachowaniu energooszczędności. Dodatkowo nie dwa, a cztery rdzenie „ekonomiczne”, czyli energooszczędne o 70% wydajniejsze i pobierające mniej energii niż poprzednicy w A10. To jeszcze nie koniec.

Dzięki nowej jednostce zarządzającej zasobami i innemu niezależnemu przydziałowi pamięci podręcznej, wydajność „wątkowania” wzrosła o 70%. Co więcej, dzięki indywidualnemu adresowaniu każdego rdzenia, możliwa jest jednoczesna praca wszystkich 6! Wcześniej było to „albo szybko, albo oszczędnie”, co tłumaczy nazwa poprzednika A10 „Fusion”. Ten procesor przedstawia się jako 2 rdzeniowy, choć ma rdzeni 4 (2 × 2). A11 widziany jest jako 6-rdzeniowy. Oznacza to, że w A11 oszczędne rdzenie mogą przejąć sporą (z racji ilości) część obowiązków, gdy zajdzie potrzeba bardzo intensywnej pracy, a system operacyjny i aplikacje w sposób bardzo elastyczny będą mogły równoważyć wydajność z energooszczędnością.

Potwierdzają to pierwsze wyniki iPhone 10.5 (X) w serwisie Geekbench. Warto zaznaczyć, że na 99% testy były wykonywane w niezoptymalizowanej dla A11 wersji Geekbench. Podejrzewam, a w zasadzie jestem pewien, że programy kompilowane pod Xcode 9 będą „ciut” szybsze, nawet biorąc pod uwagę możliwość automatycznej kompilacji, w App Store, dzięki Bitcode.

Jakie wnioski można wysnuć z testów?

Potwierdza się, że A11 widziany jest przez system jako procesor 6-rdzenowy. Ma o połowę mniej pamięci podręcznej poziomu pierwszego (32 KB dla instrukcji i danych) oraz ponad dwa razy więcej pamięci podręcznej poziomy drugiego (8 MB kontra 3 MB). Pracuje z zegarem nieco ponad 2 GHz, wydajnością przewyższa A10X znany z iPada Pro (2 × 3 rdzenie Fusion, 2,3 GHz) oraz… uwaga… MacBooki Pro 13″ z procesorami Intel i5! Wspomnianym Intelom ustępuje jedynie w teście jednordzeniowym i to minimalnie, „pożerając” znacznie mniej energii. Jest szansa, że moje marzenie o komputerach Apple z procesorami zgodnymi z ARM zamiast Intela (o czym pisałem już 3 lata temu) niebawem się spełni.
Ta ogromna, jak na procesor mobilny wydajność i elastyczność to nie koniec elektryzujących (przynajmniej mnie) wieści, jest jeszcze ciekawiej.

A11 Bionic

Nazwa się wyjaśniła podczas prezentacji iPhone X (dziesięć). I to jest dla mnie najistotniejsza, jednocześnie najczęściej niedoceniona przez inne „wiodące” blogi technologiczne, informacja.

Po raz pierwszy w procesorze do urządzeń przenośnych produkowanym masowo, zastosowano jednostkę neuronową (Neural Engine)! O co chodzi? W bardzo wielkim uproszczeniu chodzi o naśladowanie pracy mózgu zwierząt (i ludzi), który składa się z sieci neuronów. W uproszczeniu jeden neuron ma dwa lub więcej „wejść” oraz jedno „wyjście”. Zależnie od kombinacji sygnałów na wejściach, podaje sygnał na wyjście lub nie. Już dość dawno temu odkryto, że przetwarzanie informacji za pomocą sieci połączonych „warstwami” neuronów (lub układów je symulujących) pozwala na bardzo sprawną „inteligentną” analizę złożonych danych jak np. obraz czy dźwięk. Jest to znacznie szybsze niż „kolejkowe” przetwarzanie w tradycyjnych procesorach.
Niestety o jednostce neuronowej w A11 wiemy bardzo niewiele. Podczas prezentacji powiedziano, że jest dwurdzeniowa, potrafi wykonywać 600 miliardów (jakichś, prawdopodobnie „jednoneuronowych analiz”) operacji na sekundę oraz jest dostępna przez API „od sztucznej inteligencji” w tym maszynowego nauczania: Core ML, które to pojawiło się w iOS 11. Jest ono używane przez Face ID oraz algorytmy rozpoznawania postaci i scen na zdjęciach, czy podczas fotografowania, Siri i klawiaturę (przewidywanie treści). Dodatkowo w trakcie jednego z wywiadów po konferencji, Schiller powiedział, że nad projektem jednostki neuronowej pracowano do trzech lat.

Co o tym wszystkim sądzić?

• Nikt wcześniej na masową skalę nie dał do dyspozycji deweloperom takich narzędzi. Procesory neuronowe są zazwyczaj stosowane w stacjonarnych bardzo specjalizowanych, drogich rozwiązaniach.
• W przeciwieństwie do innych firm, które chcą lub muszą (z racji słabej mocy obliczeniowej urządzeń z ich systemami) złożone operacja jak analiza obrazu przeprowadzać na swoich serwerach, Apple stara się robić wszystko, co się da na urządzeniach klientów, bez narażania wrażliwych danych na przesyłanie gdziekolwiek.
• Choć jednostka neuronowa jest obecnie tylko w iPhone’ach 8 i X, co mogłoby ujemnie wpływać na zainteresowanie deweloperów, to API Core ML i inne związane z AI, są dostępne w iOS 11 również dla starszych urządzeń z procesorami A9 i A10. Schiller powiedział, że operacje związane ze „sztuczną inteligencją” mogą być z powodzeniem realizowane za pomocą CPU i GPU, jednak wolniej, zużywając znacznie większej ilości energii niż w jednostce neuronowej zawartej w SoC A11 oraz zabierając zasoby innym procesom.

Podsumowując

Łącząc analizę obrazu za pomocą Neural Engine z mocą obliczeniową CPU i dostosowanym do Metal 2 szybszym i oszczędniejszym GPU będzie można osiągnąć całkiem nowe wartości. Sądzę, że wyobraźnia i pomysłowość deweloperów zaskoczy nas bardziej niż animowane gówienko z prezentacji Apple. Dodam, że animoji mi się bardzo podają.
Czy (nie)nowa bryła pokazanych iPhone’ów, Wam się podoba lub nie, Apple rozpoczyna kolejną erę w smartfonach (urządzeniach mobilnych). Koniec kropka!