บันทึกประสิทธิภาพชุดแรกของสมาร์ทโฟนระดับเริ่มต้นใหม่ของ Apple เริ่มเผยแพร่บนแพลตฟอร์มการวิเคราะห์ฮาร์ดแวร์ โดยเปิดเผยรายละเอียดทางเทคนิคเกี่ยวกับสถาปัตยกรรมภายใน อุปกรณ์ซึ่งติดตั้งโปรเซสเซอร์ A19 นำเสนอผลลัพธ์ที่สม่ำเสมอในการทดสอบการประมวลผลส่วนกลาง โดยได้คะแนนสูงถึง 3,607 คะแนนในการประเมินแบบ single-core และ 9,241 คะแนนในการทดสอบแบบ multi-core ข้อมูลนี้ยืนยันว่าความสามารถในการประมวลผลดิบของหน่วยประมวลผลกลาง (CPU) ยังคงเหมือนเดิมแทบเท่ากับความสามารถในการประมวลผลรุ่นมาตรฐานในบรรทัดเดียวกัน ซึ่งบันทึกคะแนนเฉลี่ยได้ที่ 3,627 และ 9,249 คะแนน ตามลำดับ
การวิเคราะห์เชิงลึกของส่วนประกอบต่างๆ เผยให้เห็นว่าความแตกต่างทางเทคนิคหลักระหว่างเวอร์ชันต่างๆ นั้นอยู่ที่การกำหนดค่าของหน่วยประมวลผลกราฟิก ฮาร์ดแวร์โมเดลอินพุตได้รับการออกแบบให้มีโครงสร้างกราฟิกลดลงเล็กน้อย ซึ่งสะท้อนถึงการทดสอบความเครียดทางสายตาและการเรนเดอร์องค์ประกอบสามมิติที่ซับซ้อนโดยตรง ผู้ผลิตเลือกใช้แนวทางการแบ่งส่วนส่วนประกอบที่ช่วยให้สามารถแยกแยะความสามารถของอุปกรณ์ได้โดยไม่กระทบต่อประสิทธิภาพการใช้พลังงานหรือความเร็วในการเรียกดูของระบบปฏิบัติการ
ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิคที่ดึงมาจากแพลตฟอร์มการวัดประสิทธิภาพให้รายละเอียดเกี่ยวกับโครงสร้างส่วนประกอบ:
- โปรเซสเซอร์กลางที่มีสถาปัตยกรรม 6 คอร์แบ่งตามต้องการ
- หน่วยกราฟิกที่ทำงานด้วยคอร์ที่ใช้งานอยู่สี่คอร์สำหรับการเรนเดอร์
- เอ็นจิ้นประสาท 16 คอร์สำหรับการเรียนรู้ของเครื่องโดยเฉพาะ
- การผลิตโดยใช้กระบวนการพิมพ์หินขนาด 3 นาโนเมตร
การกำหนดค่าฮาร์ดแวร์นี้สร้างระดับการทำงานที่ตรงตามข้อกำหนดของแอปพลิเคชันสมัยใหม่ ขณะเดียวกันก็รักษาความเข้ากันได้กับไลบรารีกราฟิกล่าสุดที่พัฒนาขึ้นสำหรับระบบนิเวศมือถือของบริษัท
สถาปัตยกรรมหลักและวิวัฒนาการการประมวลผล
ส่วนประกอบหลักรักษาการแบ่งส่วนเชิงกลยุทธ์ของงานผ่าน CPU หกคอร์ โดยสองคอร์ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการทำงานที่มีประสิทธิภาพสูง และสี่คอร์ได้รับการปรับให้เหมาะสมเพื่อประสิทธิภาพการใช้พลังงาน โทโพโลยีนี้ช่วยให้ระบบปฏิบัติการสามารถกำหนดทิศทางงานพื้นหลังที่เรียบง่ายไปยังคอร์ที่ประหยัดได้ ในขณะที่สำรองพลังงานสูงสุดสำหรับการเปิดใช้งานแอปพลิเคชันขนาดใหญ่หรือการประมวลผลข้อมูลจำนวนมาก การจัดการการเปลี่ยนแปลงอย่างชาญฉลาดนี้เกิดขึ้นภายในเสี้ยววินาที ทำให้มั่นใจได้ถึงความลื่นไหลเมื่อสลับระหว่างซอฟต์แวร์ต่างๆ ที่เปิดพร้อมกัน
เมื่อเปรียบเทียบกับรุ่นก่อนหน้าโดยตรง ความเร็วในการประมวลผลเพิ่มขึ้นถึงประมาณ 18% ในการดำเนินการที่ต้องใช้หลายคอร์ การก้าวกระโดดในยุคนี้ทำให้การคำนวณมีความล่าช้าอย่างมาก ทำให้อุปกรณ์สามารถดำเนินการกิจวัตรปัญญาประดิษฐ์ภายในเครื่องได้รวดเร็วยิ่งขึ้นและใช้เวลาตอบสนองสั้นลง ความเสถียรของตัวเลขในการทดสอบซ้ำๆ บ่งชี้ว่าซิลิคอนสามารถรักษาระดับการประมวลผลสูงสุดได้โดยไม่ต้องทนกับความถี่ที่ลดลงอย่างกะทันหันเนื่องจากความร้อน
การกำหนดค่ากราฟิกและการแบ่งส่วนฮาร์ดแวร์
หน่วยประมวลผลกราฟิกของอุปกรณ์ทำงานโดยใช้คอร์ที่เปิดใช้งานสี่คอร์ ซึ่งแตกต่างจากเวอร์ชันมาตรฐานที่มีห้าคอร์ที่ใช้งานอยู่ ข้อจำกัดทางกายภาพนี้เป็นผลมาจากแนวปฏิบัติทั่วไปในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ที่เรียกว่า binning ในระหว่างการผลิตเวเฟอร์ซิลิคอนขนาดนาโนเมตร อาจเกิดการแปรผันในระดับจุลภาคได้ ส่งผลให้ชิปบางตัวไม่ถึงข้อกำหนดสูงสุดที่ออกแบบมาสำหรับสายการผลิตหลัก
แทนที่จะทิ้งส่วนประกอบที่ทำงานได้อย่างสมบูรณ์แบบเหล่านี้ ผู้ผลิตจะปิดใช้งานแกนประมวลผลที่แสดงถึงความไม่เสถียรและนำชิปไปใช้ใหม่สำหรับอุปกรณ์ประเภทที่ต่ำกว่า กระบวนการนี้เพิ่มประสิทธิภาพห่วงโซ่อุปทานและลดการสิ้นเปลืองวัสดุเทคโนโลยีที่มีราคาสูง ในกรณีเฉพาะของฮาร์ดแวร์นี้ การปรับเปลี่ยนส่งผลให้ได้ส่วนประกอบที่มีความสามารถสูง แต่มีขีดจำกัดในการประมวลผลภาพซึ่งในทางคณิตศาสตร์ต่ำกว่ารุ่นที่แพงที่สุดในกลุ่มผลิตภัณฑ์
การทดสอบดำเนินการบนแพลตฟอร์ม Metal ซึ่งประเมินความสามารถในการเร่งความเร็วกราฟิกในระบบนิเวศของแบรนด์โดยเฉพาะ บันทึกคะแนนได้อยู่ระหว่าง 30,831 ถึง 31,597 คะแนน ซึ่งสร้างคะแนนเฉลี่ยได้ 31,163 คะแนน ค่านี้แสดงถึงการลดลงประมาณ 16% เมื่อเทียบกับคะแนน 37,000 ที่ได้จากรุ่นที่มีคอร์กราฟิก 5 ตัว แม้จะมีความแตกต่างนี้ แต่ส่วนประกอบยังคงมีประสิทธิภาพเหนือกว่ารุ่นก่อนหน้าประมาณ 12% ถึง 15% ซึ่งแสดงให้เห็นถึงการพัฒนาอย่างต่อเนื่องในความสามารถในการเรนเดอร์บรรทัดอินพุต
พฤติกรรมในแอปพลิเคชันและเกมสามมิติ
ความแปรผันของจำนวนคอร์กราฟิกมีผลกระทบในทางปฏิบัติซึ่งขึ้นอยู่กับโปรไฟล์การใช้งานของเจ้าของอุปกรณ์โดยตรง สำหรับการปฏิบัติงานประจำวัน ซึ่งรวมถึงการท่องโซเชียลเน็ตเวิร์ก แลกเปลี่ยนข้อความ อ่านอีเมล และเล่นวิดีโอความละเอียดสูง ความแตกต่างในฮาร์ดแวร์นั้นแทบจะมองไม่เห็น อินเทอร์เฟซระบบปฏิบัติการและภาพเคลื่อนไหวการเปลี่ยนแปลงจะรักษาอัตราการรีเฟรชที่คงที่ ทำให้มั่นใจถึงความรู้สึกถึงความเร็วที่คาดหวังจากอุปกรณ์สมัยใหม่
สถานการณ์จะเปลี่ยนไปเมื่อฮาร์ดแวร์ต้องเผชิญกับภาระงานจำนวนมาก เช่น การตัดต่อวิดีโอในความละเอียด 4K โดยใช้ฟิลเตอร์หลายตัว หรือการใช้เครื่องมือความเป็นจริงเสริมที่ซับซ้อน ในกรณีเหล่านี้ เวลาในการส่งออกไฟล์หรือแสดงวัตถุเสมือนในสภาพแวดล้อมจริงอาจใช้เวลานานกว่านั้นไม่กี่วินาที อย่างไรก็ตาม สถาปัตยกรรมยังคงรองรับ Ray Tracing ที่เร่งด้วยฮาร์ดแวร์อย่างเต็มที่ ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่คำนวณพฤติกรรมทางกายภาพของแสงแบบเรียลไทม์
ในส่วนของความบันเทิงดิจิทัล โดยเฉพาะในเกมโอเพนเวิลด์ที่มีกราฟิกขั้นสูง การลดคอร์กราฟิกลงส่งผลให้อัตราเฟรมต่อวินาทีลดลงเล็กน้อย ชื่อเรื่องที่ต้องการพลังการประมวลผลสูงอาจพบว่าประสิทธิภาพลดลงระหว่าง 5% ถึง 12% เมื่อกำหนดค่าที่คุณภาพภาพสูงสุด เพื่อรักษาความลื่นไหลสูงสุด ระบบสามารถปรับความละเอียดภายในของเกมแบบไดนามิก หรือต้องการให้ผู้ใช้ลดรายละเอียดเงาและพื้นผิวด้วยตนเอง
แม้ว่าจะมีข้อจำกัดเฉพาะเหล่านี้ในสถานการณ์ที่รุนแรง การมีอยู่ของเชเดอร์ขั้นสูงและความเข้ากันได้กับอินเทอร์เฟซการเขียนโปรแกรมแอปพลิเคชันล่าสุดทำให้มั่นใจได้ว่าเอฟเฟกต์ภาพสมัยใหม่จะถูกสร้างขึ้นอย่างถูกต้องบนหน้าจอของอุปกรณ์
การจัดการความร้อนและอายุการใช้งานแบตเตอรี่
การใช้กระบวนการผลิตแบบสามนาโนเมตรทำให้ชิปมีข้อได้เปรียบอย่างมากในการควบคุมอุณหภูมิและการใช้พลังงาน ระยะห่างระหว่างทรานซิสเตอร์ที่น้อยลงช่วยให้กระแสไฟฟ้าเดินทางได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ลดการกระจายพลังงานในรูปของความร้อน ลักษณะทางกายภาพของซิลิคอนนี้ช่วยให้แน่ใจว่าอุปกรณ์จะรักษาอุณหภูมิที่สบายเมื่อสัมผัสแม้ในระหว่างการใช้งานต่อเนื่องเป็นเวลานาน โดยหลีกเลี่ยงการควบคุมปริมาณความร้อนที่ลดความเร็วของโปรเซสเซอร์
สิ่งที่น่าสนใจคือการกำหนดค่าด้วยหน่วยกราฟิกที่ลดลงจะช่วยลดการใช้ไฟฟ้าลงเล็กน้อยในสถานการณ์การใช้งานระดับปานกลาง เนื่องจากมีคอร์น้อยกว่าหนึ่งคอร์ที่ต้องใช้พลังงานแบตเตอรี่เมื่อเรนเดอร์องค์ประกอบภาพพื้นฐาน อุปกรณ์จึงสามารถปรับการกระจายโหลดให้เหมาะสมได้ ประสิทธิภาพการใช้พลังงานนี้ชดเชยขนาดทางกายภาพของแบตเตอรี่ ทำให้อุปกรณ์สามารถใช้งานในแต่ละวันได้ใกล้เคียงกับที่บันทึกไว้ในรุ่นที่เหนือกว่าในตระกูลผลิตภัณฑ์เดียวกัน
การประมวลผลประสาทและบูรณาการระบบ
สถาปัตยกรรมโปรเซสเซอร์ประกอบด้วย Neural Engine สิบหกคอร์ ซึ่งเป็นส่วนประกอบที่ทุ่มเทให้กับการดำเนินการอัลกอริธึมการเรียนรู้ของเครื่องและโครงข่ายประสาทเทียมโดยเฉพาะ โปรเซสเซอร์ร่วมนี้ทำงานโดยไม่ขึ้นอยู่กับ CPU และ GPU โดยรับผิดชอบงานที่ซับซ้อนในการจดจำรูปแบบ การประมวลผลภาษาธรรมชาติ และการวิเคราะห์ภาพแบบเรียลไทม์ การมีอยู่ของฮาร์ดแวร์เฉพาะนี้ทำให้อุปกรณ์สามารถดำเนินการรูทีนปัญญาประดิษฐ์ขั้นสูงบนอุปกรณ์ได้โดยตรง โดยไม่ต้องส่งข้อมูลที่ละเอียดอ่อนไปยังเซิร์ฟเวอร์คลาวด์ ซึ่งจะเพิ่มความเป็นส่วนตัวของข้อมูลผู้ใช้อย่างมาก แบนด์วิดท์ที่มาจากหน่วยความจำรวม LPDDR5X ช่วยให้มั่นใจได้ว่า Neural Engine จะได้รับข้อมูลที่จำเป็นด้วยความเร็วสูงมาก ขจัดปัญหาคอขวดในการสื่อสารระหว่างส่วนประกอบภายใน การบูรณาการอย่างลึกซึ้งระหว่างฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์นี้ทำให้ฟีเจอร์การถ่ายภาพด้วยคอมพิวเตอร์สามารถทำงานได้ทันที เช่น การแยกวัตถุในโหมดแนวตั้งและการปรับแสงให้เหมาะสมในสภาพแวดล้อมที่มืด นอกจากนี้ ความสามารถในการประมวลผลในเครื่องยังอำนวยความสะดวกในการถอดเสียงแบบเรียลไทม์และการแปลภาษาพร้อมกัน ซึ่งทำงานได้อย่างราบรื่นแม้ในขณะที่อุปกรณ์ถูกตัดการเชื่อมต่อจากอินเทอร์เน็ต การตัดสินใจคง Neural Engine ให้เหมือนกับโมเดลหลัก แสดงให้เห็นถึงกลยุทธ์ของผู้ผลิตในการสร้างมาตรฐานประสบการณ์ปัญญาประดิษฐ์ในกลุ่มผลิตภัณฑ์ทั้งหมด โดยไม่คำนึงถึงหมวดหมู่อุปกรณ์ ประสิทธิภาพของส่วนประกอบนี้ยังช่วยลดภาระบนโปรเซสเซอร์กลาง ซึ่งช่วยประหยัดแบตเตอรี่เมื่อปฏิบัติงานที่ในอดีตจะต้องใช้ความพยายามสูงสุดจากบอร์ดลอจิกทั้งหมด
วงจรการใช้งานซอฟต์แวร์และการอัพเดต
ความทนทานของฮาร์ดแวร์แบบฝังช่วยให้มั่นใจได้ว่าอุปกรณ์จะเข้ากันได้กับระบบปฏิบัติการเวอร์ชันอนาคตเป็นระยะเวลาประมาณห้าถึงหกปี นโยบายการอัปเดตเป็นประจำช่วยให้แน่ใจว่าอุปกรณ์ยังคงได้รับแพ็คเกจความปลอดภัย การแก้ไขช่องโหว่ และคุณสมบัติซอฟต์แวร์ใหม่ ๆ เป็นเวลานานหลังจากการเปิดตัวครั้งแรก โดยรักษาความสมบูรณ์ของระบบและความเกี่ยวข้องของอุปกรณ์ในตลาดเทคโนโลยี