Výkonnostní posun Apple A9X je obrovský, má Intel důvod k obavám?
Kdy naposledy x86 architektura přinesla ~50% mezigenerační výkonnostní nárůst? Applu se něco takového povedlo s jeho procesory, a tak se zdá, že ARM architektura přestává být onou bezzubou kočkou…
S procesorem A9X, kterým je osazený nový iPad Pro, Apple dosáhl několika významných změn, které nejsou ve světě ARM SoC úplně běžné. Zatímco konkurence kombinuje dva typy jader o celkovém počtu 8 a více, Apple teprve s generací A8X dosáhl 3 a nyní se s A9X vrací zpět ke 2. Teoretický třetinový pokles výkonu kompenzuje architektura a vyšší takty. Jde ale o více než kompenzaci, podle testů webu Anandtech dosahuje A9X v testu Geekbench 3 - Integer (celočíselné výpočty) v průměru o 39,3 % vyššího výkonu než A8X, v Geekbench 3 - FP (výpočty s plovoucí desetinnou čárkou) v průměru o 46 % vyššího výkonu a ve SPECint_base2006 je posun v průměru dokonce 64,7 %.
| Apple A8X | Apple A9X | |
| proces | 20nm TSMC | 16nm TSMC |
| architektura | Typhoon | Twister |
| ARM kompatibilita | ARMv8-A (64bit) | ARMv8-A (64bit) |
| počet jader | 3 | 2 |
| max. takt | 1,50 GHz | 2,26 GHz |
| L1 cache (dat. / inst.) | 64kB / 64KB | 64kB / 64KB |
| L2 cache | 2MB sdílená | 3MB sdílená |
| L3 cache | 4MB | - |
Takto výrazný mezigenerační skok při sníženém počtu jader nutí k zamyšlení, kolik vlastně ARM jádru schází, aby mohlo být chápáno jako náhrada x86 architektury v podobném segmentu. Vzhledem k tomu, že Apple má pro podobný segment i produkt, který je postavený na x86 architektuře, srovnání možné je. Samozřejmě nejde o x86 procesor Applu, ale Core M od Intelu použitý v MacBooku. Pro ilustraci můžeme začít papírovým srovnáním:
| Apple A9X | Intel Core M-5Y31 | |
| proces | 16nm TSMC | 14nm Intel |
| architektura | Twister | Broadwell |
| ARM kompatibilita | ARMv8-A (64bit) | - |
| počet jader / vkláken | 2 / 2 | 2 / 4 |
| max. takt | 2,26 GHz | 2,40 GHz |
| L1 cache (dat. / inst.) | 64kB / 64kB | 32kB / 32kB |
| L2 cache | 3MB sdílená | 2× 256kB |
| L3 cache | - | 4MB sdílená |
Z parametrů je zřejmé, že srovnáváme dva dvoujádrové procesory, přičemž Intel má výhodu v podobě pokročilejšího procesu (16nm proces TSMC je spíš 20nm + FinFET, kdežto 14nm proces Intelu by se dal označit jako „pravý 16nm proces“). Díky pokročilejšímu procesu si Intel může dovolit vyšší maximální takt. Je ovšem třeba mít na paměti, že maximální takty u těchto ultramobilních procesorů nejsou dlouhodobě udržitelné, při zátěži delší než zlomek sekundy obvykle takty výrazně klesají. Intel má pro Core M-5Y31 nastavené maximum 2,4 GHz pro jedno jádro, 2,0 GHz pro dvě jádra a jako základ 0,9 GHz. Samozřejmě může jít v případě potřeby i na nižší takty. Podívejme se na orientační čísla ze SPECint_base2006, která přinesl Anandtech:
| SPECint_base2006 | Apple A9X | Core M-5Y31 MacBook 2015 | A9X vs. Core M |
| 400.perlbench | 25,0 | 21,7 | 15 % |
| 401.bzip2 | 17,6 | 14,6 | 21 % |
| 403.gcc | 20,5 | 22,8 | -10 % |
| 429.mcf | 18,7 | 35,9 | - 48 % |
| 445.gobmk | 23,4 | 16,9 | 38 % |
| 456.hmmer | 25,1 | 43,9 | -43 % |
| 458.sjeng | 23,6 | 19,2 | 23 % |
| 462.libquantum | 74,6 | 292 | -74 % |
| 464.h264ref | 41,3 | 38,4 | 8 % |
| 471.omnetpp | 10,3 | 16,3 | -37 % |
Trochu vám to usnadníme: v průměru je Apple A9X o 10,7 % pomalejší než Core M-5Y31. Pokud si uvědomíme, že daný model Core M může běžet na taktu o 6,2 % vyšším než A9X, pak ze srovnání efektivity nevychází Apple A9X nikterak zle. Anandtech odhaduje, že TDP obou čipů bude velmi podobné, takže plně konkurenceschopný není jen poměr výkon na jádro, ale i výkon na watt. Je ale třeba zdůraznit, že srovnáváme produkt pro jeden konkrétní segment (tj. procesory pro zařízení s TDP kolem 5 wattů bez displeje) - tyto závěry nelze zobecňovat a vztahovat na jiné segmenty.
Přesto dochází k významnému ohrožení pozice Intelu. Zatímco se Intelu doposud dařilo své procesory (pro)pašovat do dalších a dalších zařízení Applu, nyní si už Apple může začít vybírat. Samozřejmě, Core M-5Y31 není nejrychlejší model, který Intel pro daný segment má. Sice nejde o nejnovější architekturu (Broadwell), nicméně víme, jaký výkonnostní mezigenerační posun přinesl A9X (oproti A8X) a jaký mezigenerační výkonnostní posun přinesl Skylake (oproti Broadwellu).
Apple navíc nepotřebuje mít produkt, který bude jednoznačně rychlejší než to, co mu může nabídnout Intel. Vzpomeňme, že právě MacBook 2015, který přinesly procesor řady Core M, byl pomalejší než MacBook Air 2015 vybavený ultrabookovými modely Core i5/i7 a Apple si i takový krok dokázal před svými zákazníky obhájit.
Za současných okolností už není na místě otázka, zda Apple přímo či nepřímo v některých produktových řadách nahradí procesory Intelu vlastními ARM SoC, ale jen to, kdy k tomu dojde.
Zdroje:
