明年将是苹果首次推出其首款 2nm 芯片组 —— A20 与 A20 Pro 的一年。得益于台积电 2nm 工艺,这两款芯片将实现 A19 与 A19 Pro(受限于台积电 3nm "N3P" 工艺)无法企及的性能与能效飞跃。然而,下一代系统级芯片(SoC)之所以能具备上述优势,并非仅靠先进光刻技术发挥关键作用,更离不开一系列与 2nm 节点 " 协同推进 " 的其他技术革新。本文将探讨这些技术中哪些将应用于 A20 与 A20 Pro。
芯片封装从 InFO(集成扇出封装)转向 WMCM(晶圆级多芯片模块)
A20 与 A20 Pro 潜在的最大差异或许是封装技术从 InFO 向 WMCM 的切换。后者可将 CPU、GPU 和神经网络引擎等多个独立裸片(die)集成到单一封装中,而 InFO 封装则是在单块裸片上集成各类组件。封装技术的变更将带来以下多项优势:
更出色的芯片组设计灵活性:通过添加不同裸片,苹果可采用不同 CPU 和 GPU 核心组合打造多样化芯片配置。该公司在推出 M5 Pro 和 M5 Max 时可能会采用类似方案,据悉这两款芯片将具备独立的 CPU 和 GPU 模块。
提升可扩展性,支持多产品衍生:WMCM 可为苹果提供基准配置,后续可基于该配置设计 A20、A20 Pro,以及性能显著更强的 M6、M6 Pro 和 M6 Max。
能效升级:与单块裸片集成所有组件的方案相比,多裸片的紧密集成有助于降低功耗。CPU、GPU 和神经网络引擎裸片可独立运行,并根据具体任务需求调节功耗。
简化制造流程以降低成本、提高良率:WMCM 采用模塑底部填充(MUF)技术,有助于减少材料消耗和工序步骤。简而言之,苹果 A20 与 A20 Pro 的产能将进一步提升,同时缺陷芯片数量降至最低,这将有助于抵消明年采用台积电 2nm 工艺所增加的成本。
缓存容量提升
A19 与 A19 Pro 的能效核心 L2 缓存分别为 4MB 和 6MB;旗舰款芯片的系统级缓存(SLC)从 24MB 提升至 32MB,基础款 A19 则为 12MB。今年 A19 Pro 的性能核心 L2 缓存带宽已从 A18 Pro 的 82GB/s 提升至 120GB/s,最终使理论内存带宽达到 76.8GB/s,A19 则为 68.3GB/s。
鉴于苹果在缓存方面已实现多项改进,A20 与 A20 Pro 无疑将延续这一趋势。通过对比苹果历代芯片组,我们对明年的缓存容量做出以下推测,具体细节如下:
A20:性能核心 L2 缓存 8MB + 能效核心 L2 缓存 4MB + 系统级缓存(SLC)12MB
A20 Pro:性能核心 L2 缓存 16MB + 能效核心 L2 缓存 8MB + 系统级缓存(SLC)36MB-48MB
能效核心优化
苹果今年在 A19 与 A19 Pro 上的突破性进展体现在能效核心上。诚然,性能核心的频率总会有小幅提升,进而转化为单核和多核性能的增长。而 A19 Pro 之所以能实现这一突破,是因为苹果对其四颗能效核心进行了重大架构革新。
尽管 A19 Pro 的能效核心主频仅从 A18 Pro 的 2.42GHz 提升至 2.60GHz,但在 SPEC 2017 基准测试中,其整数性能显著提升 29%,浮点性能提升 22%。若仅对比每时钟周期指令数(IPC)的提升,两代芯片的整数性能差距为 21%,浮点性能提升 14%。
上述所有改进均未增加功耗,因此即便苹果不重点优化 A20 与 A20 Pro 的性能核心,先进的 2nm 光刻技术也将助力其设计出更出色的能效核心。
GPU 第三代动态缓存技术
动态缓存技术于 A17 Pro 首次推出,支持 GPU 根据工作负载需求实时分配片上内存。动态缓存与固定分区方案存在显著差异 —— 后者为每个 GPU 模块分配固定内存。苹果通过动态缓存为其移动芯片带来了多项改进,具体如减少内存资源浪费、提升每瓦性能、增强帧率稳定性、提高 GPU 利用率等。
苹果第二代动态缓存支持更小粒度的内存分配,在保持着色器核心高负载的同时,进一步减少内存浪费。借助 A19 Pro 更大的 32MB 系统级缓存(SLC),这一集成效果得到了优化。对于 A20 Pro 即将搭载的第三代动态缓存,我们预计其内存分配粒度将进一步细化,分配过程也将更为迅速,从而最大限度减少资源浪费。
如前所述,得益于系统级缓存(SLC)容量的预期提升,A20 Pro 的第三代动态缓存有望实现性能与能效的双重优化。鉴于当前苹果设备上的许多游戏依赖模拟器运行,第三代动态缓存的推出可能会大幅提升非原生游戏的运行流畅度。
明年哪些 iPhone 18 系列机型将搭载苹果 A20 与 A20 Pro?
iPhone 18 系列预计将于明年推出,苹果还计划首次同步发布折叠屏设备 iPhone Fold。不过有报道称,这家总部位于库比蒂诺的公司将大幅调整其发布策略:基础款 iPhone 18 可能更名为 iPhone 20,并与 iPhone 18e 一同于 2027 年第一季度亮相。
至于 iPhone Air 2,由于 iPhone Air 的销量未达预期,明年大概率不会推出这款轻薄旗舰机型,其发布时间可能推迟至 2027 年。简而言之,A20 Pro 明年将率先搭载于 iPhone 18 Pro、iPhone 18 Pro Max 和 iPhone Fold;而 A20 芯片则将于 2027 年用于 iPhone 20 系列。


登录后才可以发布评论哦
打开小程序可以发布评论哦