A18 Pro芯片將推動蘋果的AI革命

iPhone 16 系列將于今年 9 月推出，我們預(yù)計它將迎來新的 A 系列處理器。與過去幾年的情況一樣，高端「Pro」機(jī)型將獲得新的處理器。

正如我們每年所做的那樣，我們將研究過去幾年 A 系列處理器的歷史和性能，以及最近的傳言和整體行業(yè)趨勢，以預(yù)測我們對今年秋天蘋果新款 iPhone 芯片的期望。與往常一樣，這一切都只是猜測，蘋果是一家以保密著稱的公司，其產(chǎn)品的細(xì)節(jié)往往在發(fā)布之前不會被完全披露。

去年，蘋果首次將名稱從「A17 Bionic」更改為「A17 Pro」，這意味著每一代都會有一個新的非 Pro 芯片。今年，我們可能會看到一些不同的東西。

除了為 iPhone 16 Pro 和 Pro Max 制造新的 A18 Pro 芯片外，蘋果還可能采取三種可能的做法：

• 為普通的 iPhone 16 和 16 Plus 制作一個新的 A18，本質(zhì)上是 A17 Pro，被賦予了新名稱?？赡苡屑?xì)微的技術(shù)差異，但性能和功能與 A17 Pro 相同。

• 蘋果為非 Pro iPhone 制造了新設(shè)計的 A18 芯片。它基于與 A18 Pro 相同的架構(gòu)，但在某些方面性能較低（可能是由于時鐘速度較低或核心數(shù)量減少）。

• 蘋果繼續(xù)將 A17 Pro 用于 iPhone 16 和 16 Plus，A18 Pro 是今年唯一的「新」iPhone 芯片。這就是蘋果在 iPhone 14 和 iPhone 15 世代中所做的。

很難說哪個更有可能，只是高端芯片可能會再次帶有「Pro」名稱而不是「Bionic」，并且僅在 iPhone 16 Pro 機(jī)型中推出。我們聽說有傳言稱 iPhone 16 中的低端芯片今年將被稱為「A18」，但即使這是真的，我們也不知道它是否會是真正的新芯片。

我們在這里的分析針對的是 A18 Pro 芯片，我們認(rèn)為蘋果將稱之為為今年 iPhone 提供動力的芯片的高端版本。

仍然采用 3nm 制程

A17 Pro 是第一款使用 3nm 制程工藝的大眾市場消費(fèi)級芯片。雖然臺積電正在朝著下一個 2nm 芯片的方向發(fā)展，但我們預(yù)計最早要到明年才能看到蘋果產(chǎn)品使用該工藝。所以 A18 Pro 將再次采用臺積電的 3nm 工藝制造。

A17 Pro 使用的 3nm 工藝被稱為 N3，作為臺積電 3nm 技術(shù)的第一次迭代，它非常昂貴。該公司有一種稱為 N3E 的較新工藝，這種工藝更容易大規(guī)模制造。它應(yīng)該比原來的 N3 工藝稍微節(jié)能一些，但「密度」也略低一些，這意味著使用 N3E 構(gòu)建的芯片將比使用 N3 制造的相同芯片略大。

有傳言稱 A18 Pro 將是一款比 A17 Pro 更大的芯片——改用 N3E 可能是原因之一，但我們預(yù)計蘋果也會將晶體管數(shù)量增加到 200 億個以上（A17 Pro 是一個 190 億個晶體管芯片）。從這個角度來看，英特爾「Raptor Lake」一代筆記本電腦 CPU 的晶體管數(shù)量估計約為 260 億個晶體管，Nvidia GeForce 4090 RTX 臺式機(jī) GPU 是 740 億個晶體管芯片。

CPU 性能可能會提高

所有的傳言都集中在人工智能的性能上，蘋果一直關(guān)注 CPU 性能，并在其 A 系列 iPhone/iPad 芯片和 M 系列 Mac（和 iPad Pro）芯片之間共享核心設(shè)計。

看看這張 iPhone 芯片的單核 Geekbench 6 性能圖，一直追溯到 A11。

最讓我印象深刻的是單核性能的穩(wěn)步增長。我們通過延續(xù)過去幾款芯片的趨勢來估計 A18 的性能，它給了我們近 3,200 分的單核 Geekbench 6 分?jǐn)?shù)。這比英特爾酷睿 i9-13900KS（一款非常高端的臺式機(jī) CPU）快一點(diǎn)。

當(dāng)然，功能強(qiáng)大的臺式機(jī)和筆記本電腦 CPU 擁有比手機(jī)處理器更多的內(nèi)核。我們認(rèn)為 A18 Pro 將具有與最新 A 系列芯片相同的核心配置：兩個性能核心和四個效率核心。

更快的內(nèi)核、緩存和內(nèi)存將推高多核分?jǐn)?shù)，即使蘋果使用相同數(shù)量的內(nèi)核。我們也看到了多核性能的相當(dāng)穩(wěn)定的性能趨勢，不要指望這種情況會突然改變。超過 8,200 的多核分?jǐn)?shù)將使 A18 Pro 與大約三年前的中端英特爾或 AMD 筆記本電腦 CPU 處于同一領(lǐng)域。

GPU 性能始終在上升

在無限模式下使用現(xiàn)代 3DMark Wild Life 基準(zhǔn)測試，我們可以很好地了解 GPU 性能隨時間推移而提高了多少。自 iPhone X 時代以來，幀速率已經(jīng)翻了兩番多。它不像 CPU 性能那樣穩(wěn)定——有些年份的提升是 10% 或更低，而在其它年份則接近 30%。

我們沒有任何理由相信這次 GPU 性能也不會更好，盡管有傳言說蘋果不會增加更多的 GPU 內(nèi)核。架構(gòu)效率可以走很長的路。我們猜測實(shí)際 CPU 性能將提高 10-15%。

3DMark Solar Bay 測試強(qiáng)調(diào)光線追蹤性能，因此您會看到整體幀速率低得多。

在這次測試中，A17 Pro 的性能有了巨大的提升，因?yàn)樘O果增加了硬件來幫助加速光線追蹤。今年可能會有一些調(diào)整，但我們認(rèn)為在 A18 Pro 的這次測試中不會有類似的跳躍——同樣，我們可能會看到 10-15% 的提升。

神經(jīng)引擎可能會得到很大的升級

神經(jīng)引擎是蘋果公司對其 NPU 或「神經(jīng)處理器單元」的稱呼，這是一種專門的硬件，旨在以最佳方式運(yùn)行用于機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)和 AI 軟件的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，就像 GPU 用于圖形處理一樣。

據(jù)說蘋果今年將全力以赴，iOS 18 和 iPhone 16 系列將推出大型 AI 功能。我認(rèn)為這意味著我們可以期待神經(jīng)引擎性能的大幅提高。

但自從神經(jīng)引擎首次在 A11（iPhone 8 和 iPhone X 中應(yīng)用）中引入以來，它一直在以固定的速度變得越來越快。第一個神經(jīng)引擎每秒可以執(zhí)行 6000 億次操作，而 A17 Pro 中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引擎被吹捧為每秒能夠處理 35 萬億次操作（TOPS）。

以下是隨著時間的推移，性能提升如何體現(xiàn)在使用新的 GeekBench ML 基準(zhǔn)測試（僅針對 NPU）的性能上。

Geekbench ML 是一個相對較新的基準(zhǔn)測試，僅在 0.6 版本上運(yùn)行一套機(jī)器學(xué)習(xí)任務(wù)，如圖像識別、對象分類、圖像超分辨率和語言處理，以評估 CPU、GPU 和 NPU 的性能。當(dāng)僅使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引擎運(yùn)行測試時，我們看到在過去六年中改進(jìn)了 8 倍以上，平均每年加速約 20%。

值得注意的是，從 A16 到 A17 一代的得分并沒有翻倍，盡管蘋果表示神經(jīng)引擎性能從 17 TOPS 躍升至 35 TOPS。聲稱的最大性能規(guī)格通常與實(shí)際性能數(shù)據(jù)不符。

蘋果的神經(jīng)引擎已經(jīng)提供了比驍龍 8+ gen 1 中的 NPU（大約 2,800 分，取決于它所在的手機(jī)）或谷歌的 Tensor G3（低于 2,400 分）等競爭對手更好的性能。簡單地將過去的性能提升向前預(yù)測，我們將獲得近 4,100 分的分?jǐn)?shù)，并領(lǐng)先于大多數(shù)競爭對手。

最近的傳言表明，蘋果將把更多的芯片用于神經(jīng)引擎，并推動性能的大幅提升，以便完全在設(shè)備上提供更先進(jìn)的人工智能功能。如果蘋果今年吹捧其神經(jīng)引擎的一個非常大的數(shù)字，我不會感到驚訝——幾乎可以肯定超過 50 TOPS——我們可以看到 Geekbench ML 分?jǐn)?shù)接近 5,000。

RAM、5G 等

當(dāng)然，A18 Pro 的功能遠(yuǎn)不止 CPU、GPU 和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引擎。還有一些相關(guān)的芯片在技術(shù)上不屬于 A18 Pro，但對 iPhone 用戶來說仍然很重要，比如蜂窩調(diào)制解調(diào)器。

新的 LPDDR6 內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)仍然太新，無法進(jìn)入今年的 iPhone，但蘋果可能會從 LPDDR5 轉(zhuǎn)向 LPDDR5x——提供略高的內(nèi)存帶寬，同時使用更少的功耗。A17 Pro 實(shí)現(xiàn)了從 6GB 到 8GB RAM 的飛躍，蘋果再次躍升還為時過早。另一方面，人工智能模型往往非常占用內(nèi)存，我們可以看到蘋果增加內(nèi)存只是為了在新手機(jī)上啟用更大、更復(fù)雜的人工智能模型。

在無線通信方面，我們應(yīng)該期待升級到高通的 Snapdragon X75 調(diào)制解調(diào)器，以實(shí)現(xiàn)更快，更可靠的 5G 連接。蘋果多年來一直在開發(fā)自己的無線芯片，但很難讓它們達(dá)到提供足夠好的體驗(yàn)的地步。也有傳言稱將升級到 Wi-Fi 7，當(dāng)然，我們可以期待與 iPhone 15 系列類似的超寬帶、藍(lán)牙和 NFC 功能。