Analyse von Apples A16: Chip des iPhone 14 Pro größer trotz kleinerer Transistoren
Kleine Veränderungen an Caches und Prozessorkernen, so lässt sich eine vorläufige Analyse des A16-Silizium-Chips(öffnet im neuen Fenster) (Die) von Angstronomics zusammenfassen. Zwar existiert noch kein hochauflösendes Bild des Dies, dafür aber ein Video(öffnet im neuen Fenster) , in dem bereits einige Details erkennbar sind. Da verschiedene Komponenten wie Caches, Prozessoren und GPU eindeutige Muster auf dem Die bilden, lassen sie sich erkennen und zumindest grob vermessen.
So kommt der unter dem Pseudonym Skyjuice veröffentlichende Betreiber von Angstronomics zum Schluss, dass Apple beim A16 den L3- oder System-Level-Cache (SLC) gegenüber dem Vorgänger A15 verkleinert hat. Verglichen mit dem 4-MByte-L2-Cache des Efficiency-CPU-Clusters aus Sawtooth-Kernen belegt jeder der zwei SLC-Blöcke etwa die dreifache Fläche, dürfte also 12 MByte fassen – die SRAM-Speicherzellen benötigen unabhängig von der Cache-Hierarchie gleich viel Platz.
Damit ist der SLC des A16 mit 24 MByte ein Viertel kleiner als beim A15 mit 32 MByte. Dafür hat Apple allerdings den Everest getauften Performance-Kernen ein Drittel mehr L2-Cache spendiert: Hier legt die Fläche nahe, dass jeder der zwei Blöcke 8 MByte fasst, beim A15 waren es insgesamt noch 12 MByte.
Über den Grund für die Verkleinerung des SLC lässt sich lediglich spekulieren: Angstronomics bringt die höhere Datenrate des Speichers als möglichen Grund ins Spiel: Beim A16 kommt erstmals LPDDR5-6400 zum Einsatz. Ebenso denkbar sind aber auch Optimierungen, da gleichzeitig der L2-Cache der P-Kerne vergrößert wurde. Bei der Dimensionierung von Caches spielen viele Faktoren eine Rolle, so auch die Mikroarchitektur der Prozessoren – sehr wahrscheinlich gab es nicht ein einziges ausschlaggebendes Argument für die Umverteilung.
Veränderungen an Prozessorkernen
Kleine Veränderungen gibt es auch bei den Prozessorkernen: Sie sind anders auf dem Die angeordnet, auch ihren Aufbau hat Apple überarbeitet. Sowohl die Everest- als auch die Sawtooth-Kerne (P/E) scheinen zudem etwas größer zu sein als ihre Vorgänger Avalanche und Blizzard. Recht unverändert scheinen hingegen die Neural und Graphics Processing Units (NPU und GPU) zu sein. Sie sind allerdings auf dem Bild von Angstronomics kaum erkennbar.
Die NPU ist jedoch lediglich knapp acht Prozent schneller als beim A15. Das liegt im Rahmen der Umstellung von Zulieferer TSMC vom N5- auf den N4-Prozess und des dadurch erwartbaren Geschwindigkeitszuwachses von zehn Prozent. Größere Veränderungen sind also unwahrscheinlich. Die höhere Schaltgeschwindigkeit der Transistoren bei N4 dürfte auch bei der GPU eine Rolle spielen, die zudem von der größeren Speicherbandbreite profitiert. Zusammen könnte beides die gemessenen 28 Prozent Geschwindigkeitszuwachs(öffnet im neuen Fenster) bereits fast erklären.
Größerer Chip trotz (etwas) kleinerer Transistoren
Mit N4 bezeichnet TSMC eine Weiterentwicklung des N5-Fertigungsprozesses, mit dem Apples A15 hergestellt wird. Laut TSMC steigt dadurch die Integrationsdichte um sechs Prozent, ebenfalls um sechs Prozent steigt die Anzahl an Transistoren – 16 Milliarden im A16, 15 Milliarden im A15. Theoretisch könnten die Dies von A15 und A16 also gleich groß sein.
Angstronomics geht allerdings davon aus, dass der A16-Die etwas größer ist. Grund für die Annahme ist, dass durch die Verkleinerung des SLC dicht gepackte Transistoren wegfielen, komplexere Logik in den Prozessorkernen könnte etwas mehr Fläche benötigen. Gewissheit werden hochauflösende Die-Shots bringen, sie sind zeitnah beispielsweise von Techinsights zu erwarten.