بررسی چیپ ست A12 Bionic شاهکار 7 نانومتری اپل

اپل در کنفرانس اخیر خود از سه مدل آیفون جدید رونمایی کرد که به اعتقاد تیم کوک، قدرتمند ترین آیفون های تولید شده تاکنون هستند. حرفی تکراری که تیم کوک و حتی پیش از وی، استیو جابز نیز در خصوص iPhone های جدید عنوان می کرد. اپل در اکتبر 2017 از اولین نسل آیفون ایکس رونمایی کرد و در حدود یک سال بعد از آن، نوبت به معرفی نسل دوم رسید.

سه مدل جدید آیفون ها شامل iPhone XR به عنوان یک گوشی هوشمند اقتصادی با قیمت پایه 749 دلار، iPhone XS به عنوان یک فبلت 5.8 اینچی قدرتمند با قیمت پایه 999 دلار و در نهایت iPhone XS MAX به عنوان بزرگترین آیفون تولید شده با صفحه نمایش 6.5 اینچی سوپر رتینا و قیمت پایه 1099 دلار می شود.

صفحه نمایش به کار رفته در iPhone XR از نوع IPS LCD با وضوح تصویر 1729×828 پیکسل و سنسور لمسی 120 هرتزی است. چیپ ست جدید اپل با نام A12 Bionic در هر سه آیفون جدید مورد استفاده قرار گرفته است و آیفون ایکس آر نیز از این قاعده مستثنی نیست. پردازنده مرکزی شش هسته ای با فرکانس نا مشخص در حال حاضر و واحد گرافیکی 4 هسته ای به همراه 3 گیگابایت رم به پردازش دستورات کاربر می پردازند.

اما دو آیفون دیگر از پنل SuperAMOLED با تراکم 458 پیکسل در هر اینچ بهره می برند و سایز صفحه نمایش آنها 5.8 اینچ برای iPhone XS و 6.5 اینچ برای iPhone XS MAX است. اپل از SOC مشابهی با نام A12 Bionic مجهز به شبکه عصبی و الگوریتم های یادگیری ماشین بهره می برد که در ادامه به صورت مفصل به توانایی و عملکرد آن می پردازیم.

چیپ ست 7 نانومتری اپل به اعتقاد تیم کوک و شرکا، قدرتمندترین SOC تولید شده توسط این کمپانی است که از ترکیب پردازنده شش هسته ای و واحد گرافیکی چهار هسته ای تشکیل می شود. اپل روی قابلیت های هوش مصنوعی محصولات جدید خود حساب ویژه ای باز کرده و مهم ترین بخش برای به کارگیری هوش مصنوعی و الگوریتم های متعدد شبکه عصبی و یادگیری ماشین باید مجموعه ای قدرتمند از سیستم روی یک چیپ را در اختیار داشت. از این رو A12 Bionic همان چیپ ستی به شمار می رود که Apple برای تمامی کاربرد های سری جدید iPhone XR/XS/XS MAX به آن نیاز دارد.

همانطور که پیش از این اشاره کردیم پردازنده مرکزی A12 شامل شش هسته می شود. دو هسته پردازشی با فرکانس بالا برای مدیریت پروسه های حجیم به کار می روند و بخش چهار هسته ای پردازنده با فرکانس پایین تر برای کاربرد های متداول و با هدف ذخیره انرژی مورد استفاده قرار می گیرد. پردازنده به صورت هوشمند تصمیم می گیرد که فعالیت کاربر به کدام بخش از پردازنده نیاز دارد و در صورت نیاز همه شش هسته وارد عمل می شوند.

طبق اعلام Apple، بخش دو هسته ای پردازنده به میزان 15 درصد نسبت به چیپ ست A11 قدرتمندتر عمل می کند و بخش چهار هسته ای نیز در مقایسه با چیپ ست نسل گذشته به میزان 50 درصد در مصرف انرژی (بدون از دست دادن قدرت پردازشی) صرفه جویی می کند.

واحد گرافیک A12 Bionic شامل چهار هسته پردازشی می شود که در مقایسه با A11 به میزان 50 درصد سریعتر و قدرتمند تر عمل می کند. قابلیت گرافیکی Metal 2 نیز به صورت بهینه سازی شده در واحد گرافیکی A12 مشاهده می شود که به صورت مستقیم سبب افزایش راندمان در بازی های انحصاری iOS می شود.

بخش بعدی چیپ ست A12 Bionic اپل، موتور شبکه عصبی است که اپل روی آن مانور بسیار زیادی داده و اعتقاد دارد که Neural Engine می تواند همانند یک انسان یاد بگیرد و تجربه کسب کند. وظیفه موتور شبکه عصبی، تحلیل رفتارهای کاربر در سیستم عامل iOS 12 و یادگیری الگوی رفتاری است تا در صورت مواجهه با رفتار مشابه کاربر، به پیش بینی و آماده سازی پیش نیاز ها اقدام کند. اگر فکر می کنید که این بخش در SOC جدید Apple، قدرت و کاربرد چندانی ندارد، سخت در اشتباهید، برای اثبات این موضوع باید اشاره کنیم که موتور شبکه عصبی اپل قادر به پردازش 5 تریلیون دستور در هر ثانیه است!

پس از کسب تجربه کافی از رفتار کاربر، شبکه عصبی به سادگی می تواند افکار بعدی کاربر را پیش بینی کند. در حقیقت Apple از یک سیستم پیشنهاد دهنده هوشمند (Intelligence Recommender System) بهره می برد که بر اساس رویداد های پیشین، پیشنهاد های بعدی خود را متناسب با موقعیت فعلی کاربر ارائه می دهد. اپل با تعبیه پلتفرم Core ML به صورت منبع باز به توسعه دهندگان اجازه می دهد تا اپلیکیشن های خود را با استفاده از شبکه عصبی بهینه سازی کنند.

موتور شبکه عصبی Apple از هشت هسته با قدرت پردازش 5 تریلیون دستور در هر ثانیه بهره می برد که در مقایسه با سیستم روی یک چیپ A11 به میزان 9 برابر سریعتر و قدرتمند تر است.

بخش بعدی سیستم روی یک چیپ A12 Bionic اپل به پردازنده امواج تصویر اختصاص دارد که وظیفه آن ثبت عمق تصویر برای ارائه جزئیات گرافیکی بیشتر در تصاویر پرتره و نمایش محدوده دینامیکی وسیع تر در عکس هاست. اپل تاکید دارد که با وجود قدرت بالای A12 Bionic، عملکرد بهینه این چیپ ست سبب افزایش طول عمر باتری می شود تا کاربران همیشه نگران آیفون، استرس کمتری نسبت به عمر باتری به دل خود راه دهند.

در ادامه ویژگی های دیگر A12 Bionic در بخش های مختلف آیفون های جدید را معرفی خواهیم کرد.

Rear camera AR: تشخیص سریعتر سطوح صاف در مواردی که شما به محیط واقعیت مجازی کوچ می کنید. بازی انحصاری اپل در کنفرانس روز گذشته که ب هصورت سه نفره و همزمان مورد آزمایش قرار گرفت، یکی از کاربرد های Rear camera AR است.

Front camera AR: اپلیکیشن های مبتنی بر دوربین می توانند از ویژگی TrueDepth به همراه سیستم روی یک چیپ A12 استفاده کنند تا افکت های سه بعدی را به شکلی بسیار طبیعی و دقیق روی تصویر بک گراند قرار دهند. اگر به تصویر بالا نگاه کنید، متوجه دقت بالای فناوری های به کار رفته در دوربین سلفی و چیپ ست A12 می شوید.

Immersive gaming: بازی با نهایت قدرت، کیفیت و تعداد فریم بالا از کاربرد های مهم واحد گرافیکی به کار  رفته در A12 Bionic هستند که اپل در این زمینه به بهترین شکل ممکن عمل کرده است. عملکرد عالی در محیط های سه بعدی و واقعیت مجازی نشان دهنده قدرت گرافیک چهار هسته ای جدید اپل است.

Smart HDR: عملکرد بهینه سازی شده پردازشگر امواج تصویر سبب دریافت داده های بیشتر از سنسور دوربین و در نتیجه محدوده دینامیکی بزرگتر با قابلیت های انجماد حرکت و کاهش نویز در شرایط نور کم می شود. البته اپل در کنفرانس 12 سپتامبر خود، هیچ تصویر و فیلمی از عملکرد دوربین در شرایط نور کم منتشر نکرد تا همچنان عملکرد ضعیف دوربین آیفون ها در این شرایط مورد سوال قرار گیرد.

Advanced Face ID: ویژگی TrueDepth و موتور شبکه عصبی دوربین آیفون های سری XR/XS در کنار یکدیگر به شناخت بهتر چهره کاربران کمک می کند، حتی اگر کلاه بر سرتان بگذارید یا ریش خود را بلند کنید و حتی عینک به چشم بزنید. با توجه به قابلیت یادگیری و کسب تجربه Neural Engine، کاربر بدون دغدغه نسبت به شناخت چهره خود در فیس آی دی می تواند از کلاه، ریش یا عینک در طرح و مدل های متنوع استفاده کند و Face ID نیز به سرعت قادر به تشخیص چهره خواهد بود.

Expressive Memoji: ساخت مموجی از چهره خود با به کارگیری فناوری TrueDepth سبب ردیابی 50 عضله صورت می شود. به این صورت مموجی های ساخته شده می توانند همانند شما حرکت کنند