Apple Silicon

Apple Silicon(ранееApple Ax) — серияпроцессоров(система на кристалле), разработанных компаниейAppleи используемых в компьютерных устройствах Apple: мобильных (iPhone,iPad,iPod,Apple Watch), телевизионной приставкеApple TV, компьютерахMacи в гарнитуре смешанной реальностиApple Vision Pro. В этих процессорах используются микропроцессорные ядра с архитектуройARM.
Старший вице-президент Apple Inc по аппаратным технологиямДжони Сруджис 2008 года возглавляет разработку и проектирование микропроцессоров серии Apple Ax.
C 10 ноября 2020 года компания Apple началапереход на процессоры Apple siliconвместо использованияЦП компании Intelв компьютерах Mac; по состоянию на середину 2023 года все модели Mac были переведены на Apple silicon.
Apple A4являетсямикросборкойтипаpackage on package(PoP), разработанной Apple и производящейся компаниейSamsung.
В основе чипа лежит микропроцессорное ядро общего назначенияARM Cortex-A8и графический сопроцессорPowerVR.
A4 был представлен публике в 2010 году как основной процессор планшетного компьютера AppleiPad; позже также был использован в смартфонеiPhone 4, четвёртом поколении музыкальных плееровiPod Touchи во втором поколенииApple TV. Во втором поколении планшетов iPad, выпущенных в следующем году, чип был заменен наApple A5.
Первая версия работала на частоте 1ГГц(в iPad) и содержала ядро ARM Cortex-A8 вместе с GPUPowerVR SGX 535, изготовлялась на 45-нм техпроцессе Samsung. При установке в iPhone 4 и iPod Touch (четвёртого поколения) тактовая частота была снижена до 800 МГц; тактовая частота чипа, использованного в Apple TV, не уточнялась.
Считается, что производительность ядра Cortex-A8, примененного в A4, была увеличена компаниейIntrinsity(которая в апреле 2010 года была приобретена Apple за 120 миллионов долларов США)в сотрудничестве сSamsung. Полученное ядро, названное «SamsungHummingbird», может работать на значительно более высоких тактовых частотах, чем другие реализации Cortex-A8, оставаясь при этом полностью совместимым. Среди других улучшений стоит отметить увеличенный кэш L2. Такое же ядро Cortex-A8 использовалось в СнК Samsung S5PC110A01. Видеоускоритель SGX535 в A4 потенциально может обрабатывать 35 миллионов полигонов в секунду и 500 миллионов пикселей в секунду.
Кристалл процессора A4 не содержит оперативной памяти, но может использоваться в микросборкахPoP. ВiPadиiPod Touch4-го поколенияи вApple TV2-го поколения на процессор установлено два кристалла памятиDDR SDRAMс малым энергопотреблением объёмом в 128 мегабайт каждый (256 мегабайт всего). ВiPhone 4использовалось два кристалла по 256 МБ (всего 512 МБ).
Оперативная память подключалась к процессору по 64-разрядной шине ARMABMA 3 AXI. Новая шина имеет в два раза большую ширину, чем шины, использовавшиеся ранее в основанных на ARM 11 и ARM 9 устройствах Apple. Это потребовалось из-за более высоких требований графики в iPad.
Apple A5представляет собоймикросборкуpackage on package(PoP), разработаннуюAppleи производимуюSamsung. Процессор был представлен как часть планшетного компьютераiPad 2в марте 2011 года, а затем — смартфонаiPhone 4S(последовательность обновлений совпала с таковой для A4: сначала — в iPad, затем — в iPhone 4 и потом — в iPod touch).
Процессор A5 содержит два ядраARM Cortex-A9с поддержкойSIMD-расширенийNEONи двухъядерный графический ускорительPowerVRSGX543MP2 с производительностью 70-80 миллионов полигонов в секунду и темпом заливки пикселей в 2 миллиарда в секунду. Apple указала тактовую частоту A5 в 1 ГГц на странице технических спецификаций iPad 2, хотя возможная динамическая подстройка частоты для экономии заряда батареи. Процессор, использованный в iPhone 4S, работает на частоте 800 МГц.
Apple объявила, что процессор A5 в два раза более производителен, чем A4, и что встроенный графический ускоритель имеет до 9 раз более высокую производительность. Микросборка A5 содержит 512 мегабайт оперативной памятиLPDDR2.Стоимость процессоров A5 на момент начала производства оценивается на 75 % выше стоимости A4.
Изначально производился по техпроцессу45 нм(модельS5L8940). Объявленные 7 марта 2012 годаApple TVтретьего поколения и обновленная версия iPad 2 (обозначаемая iPad2,4) содержат более новую 32-нм модель процессора A5. Одно из ядер чипа отключено в Apple TV. На корпусе процессора имеется меткаAPL2498, в программном обеспечении чип имеет обозначениеS5L8942. Вариант на 32 нм позволяет на 15 % дольше использовать веб-браузер, на 30 % дольше играть в 3D игры и примерно на 20 % дольше просматривать видео от одного заряда батареи, по сравнению с 45-нм моделью.
Apple A5Xбыл анонсирован 7 марта2012, вместе с 3-м поколением планшетных компьютеровiPad 3. Данная система на кристалле имеет четырёхъядерный графический ускоритель PowerVR SGX543MP4 вместо ранее использовавшегося двухъядерного. Также используется четырёхканальный контроллер оперативной памяти, который предоставляет пропускную способность до 12,8 ГБ/с, примерно в три раза более высокую, чем в A5. Из-за новых ядер графики и каналов памяти кристалл имеет очень большую площадь, 163 мм², что, к примеру, в два раза больше, чем уNvidiaTegra 3. Большую часть площади занимает графический сопроцессор. Тактовые частоты двух ядер ARM Cortex-A9 остались на уровне в 1 ГГц, как и в A5. В отличие от предыдущих процессоров оперативная память в системах на базе A5X устанавливается в виде отдельных микросхем, а не как часть микросборки PoP.
ПроцессорApple A6был анонсирован 12 сентября2012 года, одновременно сiPhone 5.
Он имеет на 22 % меньшую площадь кристалла, в два раза более быстрый графический ускоритель и потребляет меньше энергии, чем 45-нм Apple A5.
Процессор использует модифицированный набор команд ARMv7s, и это означает, что процессорное ядро является не лицензируемым ядром ARM, а собственной разработкой, сходной с ARM Cortex; аналогичные ядра проектируетQualcomm(СнК Snapdragon, ядро Krait). Поддержка расширений VFPv4 позволяет предположить, что процессорное ядро относится к классуCortex-A15.
Графический ускоритель — трёхъядерныйPowerVRSGX543MP3 на частоте 266 МГц.
Процессор Apple A6X был представлен в октябре 2012 года вместе сiPad 4.
Он имеет два ядра Swift, как и A6, но, в отличие от него, работает на более высоких тактовых частотах — до 1,4 ГГц и имеет 4-ядерный графический ускоритель модели PowerVR SGX554MP4.
Процессор Apple A7 был представлен 10 сентября2013вместе сiPhone 5Sи является первым 64-битным мобильным процессором на ARM-архитектуре. Система команд — ARMv8.
Процессор Apple A8 был представлен 9 сентября2014вместе сiPhone 6и является очередным 64-битным мобильным процессором на ARM архитектуре.
Система команд — ARMv8.
Процессор Apple A8X был представлен 16 октября 2014 года вместе сiPad Air 2.
Система команд — ARMv8.
Процессор Apple A9 был представлен в сентябре 2015 года вместе сiPhone 6s/iPhone 6s Plus. Позже использовался вiPad (5-го поколения)иiPhone SE. Производился в двух вариантах — по техпроцессу 14 нм FinFET Samsung и 16 нм FinFET TSMC.
Содержит 2 процессорных ядра с 64-битной архитектурой ARMv8-A, микроархитектурой Twister.
Процессор Apple A9X был представлен в ноябре 2015 года вместе сiPad Proc 12,9-дюймовым экраном.
Содержит 2 процессорных ядра с 64-битной архитектурой ARMv8-A, микроархитектурой Twister.
Процессор Apple A10 был представлен 7 сентября2016 годавместе сiPhone 7/iPhone 7 Plus. Также позже начал использоваться вiPad (6-го поколения)иiPad (7-го поколения).
В нём используется 4 процессорных ядра, два из которых являются высокопроизводительными, другие два — энергоэффективными. Содержит порядка 3,3 млрд транзисторов.
Процессор Apple A10X Fusion был представлен вместе сiPad Pro 12,9 (2го поколения)и является улучшенным Apple A10 Fusion. Имеет 6 ядер, 3 — hurricane и 3 — zephyr.GPUиспользуется 12-ядерныйPowerVRGT7600+ с частотой 1ггц.
Процессор Apple A11 был представлен 12 сентября2017вместе сiPhone 8,iPhone 8 PlusиiPhone X.
Содержит 6 вычислительных ядер, из которых 2 ядра являются производительными, а 4 — энергоэффективными. Используется 4,3 млрд транзисторов, изготовленных на 10-нм техпроцессе FinFET отTSMC.
Впервые используется встроенная графика собственного производства (вместо решений отPowerVR).
Процессор Apple A12 был представлен 13 сентября2018вместе сiPhone XS,iPhone XS Max,iPhone XR. Позже были выпущены на этом процессореiPad mini 5,iPad Air 3иiPad 8
Содержит 6 вычислительных ядер, из которых 2 ядра являются производительными, а 4 — энергоэффективными. Используется 6,9 млрд транзисторов, изготовленных на7-нмтехпроцессе отTSMC.
Процессор Apple A12X был представлен 30 октября2018, вместе сiPad Proтретьего поколения.
Содержит 8 вычислительных ядер, из которых 4 ядра являются производительными и 4 — энергоэффективными. Используется 10 млрд транзисторов, изготовленных на 7 нм техпроцессе от TSMC.
8-ядерный ARM-микропроцессор 2020 года, применяется в iPad Pro (2020) и в ARM Mac mini DTK.
Apple A13 Bionic — модель осени 2019 года, 6-ядерный процессор ARM, использует 2-й вариант 7-нанометрового техпроцесса TSMC. Содержит 8,5 млрд транзисторов.
Apple A14 Bionic — модель осени 2020 года, 6-ядерный процессор ARM, используется новый 5-нанометровый техпроцесс TSMC. Содержит 11,8 млрд транзисторов.
Apple A15 Bionic — модель осени 2021 года, в состав системы входит 64-битный 6-ядерный ARM-микропроцессор, которая изготовлена по5 нмнормам техпроцесса.
Apple A16 Bionic — модель осени 2022 года, в состав системы входит 64-битный 6-ядерный ARM-микропроцессор и 5-ядерный GPU, которая изготовлена по4 нмнормам техпроцесса и содержит 16 млрд транзисторов.
Apple A17 Pro — модель осени 2023 года, в состав системы входит 64-битный 6-ядерный ARM-микропроцессор и 6-ядерный новый GPU, которая изготовлена по3 нмнормам техпроцесса и содержит 19 млрд транзисторов.
Apple A18 и Apple A18 Pro — модели осени 2024 года.
Apple M1 — первый 8-ядерный ARM-процессор, используемый в компьютерахMacи планшетахiPadс 2020 года.
Используется5-нанометровыйтехпроцессTSMC.
Чип содержит 8 ядер CPU (4 производительных и 4 энергоэффективных) и 8 графических ядер (GPU) со 128 исполнительными блоками, плюс ещё 16-ядер встроенногоИИ-ускорителя. Он содержит 16 млрд транзисторов.
Основные отличия от других ARM процессоров — в объединении общей памяти, чипа безопасностиApple T2, контроллера ввода-вывода иThunderbolt-контроллера в едином кристалле процессора, что увеличило пропускную способность и энергоэффективность.
Apple M1 Pro — 10-ядерный ARM процессор, изготовляемый по5-нанометровомутехпроцессуTSMC.
Чип содержит 10 ядер CPU (8 производительных и 2 энергоэффективных) и 16 графических ядер (GPU) с 2048 исполнительными блоками, плюс ещё 16-ядер встроенного ИИ-ускорителя. Процессор содержит 33,7 млрд транзисторов.
Пропускная способность встроенной объединённой памяти (ОЗУ+видеопамять) составляет 200 Гбайт/с.
Apple M1 Max — 10-ядерный ARM-процессор, изготовляемый по 5-нанометровому техпроцессу TSMC. Чип содержит 10 ядер CPU (8 производительных и 2 энергоэффективных), 24 или 32 графических ядра (GPU) и 16-ядер встроенного ИИ-ускорителя. Процессор содержит 57 млрд транзисторов.
Пропускная способность встроенной объединённой памяти (ОЗУ + видеопамять) составляет 400 Гбайт/с.
Apple M1 Ultra — 20-ядерный ARM процессор, используемый в компьютерахMac Studioс 2022 года, изготовляемый по 5-нанометровому техпроцессу TSMC. Чип содержит 20 ядер CPU (16 производительных и 4 энергоэффективных), 48 или 64 графических ядра (GPU) и 32 ядра встроенного ИИ-ускорителя. Пропускная способность встроенной объединённой памяти (ОЗУ + видеопамять) составляет 800 Гбайт/с.
Основной особенностью M1 Ultra является архитектураUltraFusion, которая объединяет два чипа M1 Max в один большой процессор, содержащий 114 млрд транзисторов.
Apple M2 — 8-ядерный ARM-процессор, анонсированный на конференции WWDC 2022, который используется в компьютерах Mac и планшетахiPadс 2022 года и является преемником чипа Apple M1. Изготавливается по улучшенному 5-нанометровому техпроцессу TSMC (N5P). Чип содержит 8 ядер CPU (4 производительных и 4 энергоэффективных), 8 или 10 ядер GPU и 16 ядер встроенного нейронного движка. Пропускная способность объединённой памяти составляет 100 Гбайт/с. Процессор содержит 20 миллиардов транзисторов, что на 25 % больше, чем у M1. Apple заявляет о 18 % приросте мощности CPU, 35 % приросте мощности GPU и 40 % приросте мощности нейронного движка по сравнению с чипом M1.
Apple M2 Pro является более мощной версией чипа M2, используемой в компьютерах Mac с 2023 года. Чип изготавливается по улучшенному 5-нанометровому техпроцессу TSMC (N5P) и имеет 10 или 12 ядер CPU (6 или 8 производительных и 4 энергоэффективных), 16 или 19 ядер GPU и 16 ядер встроенного нейронного движка. Пропускная способность объединённой памяти составляет 200 Гбайт/с, а сам процессор содержит 40 миллиардов тразисторов, что на 20 % больше, чем у M1 Pro и вдвое больше, чем у M2. Apple заявляет о 20 % приросте мощности CPU, 30 % приросте мощности GPU и 40 % приросте мощности нейронного движка по сравнению с чипом M1 Pro.
Apple M2 Max является более мощной версией чипа M2 Pro, используемой в компьютерах Mac с 2023 года. Чип изготавливается по улучшенному 5-нанометровому техпроцессу TSMC (N5P) и имеет 12 ядер CPU (8 производительных и 4 энергоэффективных), 30 или 38 ядер GPU и 16 ядер встроенного нейронного движка. Пропускная способность объединённой памяти составляет 400 Гбайт/с, максимальный объём объединённой памяти увеличился до 96 ГБ, а сам процессор содержит 67 миллиардов транзисторов, что на 15 % больше, чем у M1 Max и втрое больше, чем у M2. Apple заявляет о 20 % приросте мощности CPU, 30 % приросте мощности GPU и 40 % приросте мощности нейронного движка по сравнению с чипом M1 Max.
Apple M2 Ultra является чипом, состоящих из двух чипов M2 Max, объединённых между собой на одной подложке благодаря технологии UltraFusion. Чип изготавливается по улучшенному 5-нанометровому техпроцессу TSMC (N5P) и имеет 24 ядра CPU (16 производительных и 8 энергоэффективных), 60 или 76 ядер GPU и 32 ядра встроенного нейронного движка. Пропускная способность объединённой памяти составляет 800 Гбайт/с, максимальный объём объединённой памяти увеличился до 192 ГБ, а сам процессор cодержит 134 миллиарда транзисторов, что на 15 % больше, чем у M1 Ultra. Apple заявляет о 20 % приросте мощности CPU, 30 % приросте мощности GPU и 40 % приросте мощности нейронного движка по сравнению с чипом M1 Ultra.
Чип серии T работает как безопасный анклав в компьютерах MacBook и iMac на базе Intel, выпущенных с 2016 года. Чип обрабатывает и шифруетбиометрическуюинформацию (Touch ID) а также выполняет функции шлюза для микрофона и камеры FaceTime HD, защищая их от взлома. На чипе работает bridgeOS, предполагаемый вариантwatchOS.Функции процессора серии T были встроены в процессоры серии M, таким образом, необходимость в серии T отпала.
Чип Apple T1 — этоARMv7СнК(производная от процессора в часах Apple Watch S2) который управляет контроллером управления системой (SMC) и датчикомTouch IDвMacBook Pro 2016 и 2017 с панелью Touch Bar.
Чип безопасности Apple T2 — этоСнК, впервые устанавливающаяся вiMac Pro2017. Это 64-битный чип ARMv8 (вариантA10, или T8010), работающий под управлением bridgeOS 2.0.Он обеспечивает безопасное пространство для зашифрованных ключей, позволяет пользователям блокировать процесс загрузки компьютера, управляет системными функциями, такими как камера и управление аудио, а также выполняет шифрование и дешифрованиетвердотельного накопителя«на лету».T2 также обеспечивает «улучшенную обработку изображений» для камеры FaceTime HD в iMac Pro.
Серия Apple «W» — это семействоСнКи беспроводных чипов с акцентом на Bluetooth и Wi-Fi. Буква «W» в номерах моделей означает «Wireless — беспроводной».
Apple W1 — это SoC, используемая вAirPods2016 года и некоторыхнаушниках Beats.Он поддерживает соединениеBluetoothкласса 1с компьютерным устройством и декодирует передаваемый на него аудиопоток.
Apple W2, используемый вApple Watch Series 3, интегрирован в Apple S3 SiP. По словам Apple, чип делает Wi-Fi на 85 % быстрее и позволяет Bluetooth и Wi-Fi потреблять в два раза меньше энергии, чем при использовании W1.
Apple W3 используется в часахApple Watch Series 4,Series 5,Series 6,SE, иSeries 7. Система на кристалле интегрирована в следующие системы в корпусе: Apple S4, Apple S5, Apple S6, и Apple S7. Они поддерживают Bluetooth 5.0 благодаря Apple W3.
Серия Apple «H» — это семейство процессоровСнК, используемых в наушниках. «H» в номерах моделей означает «Headphones — наушники».
Чип Apple H1 впервые был использован в версии AirPods (2-го поколения), а затем применялся вPowerbeats Pro,Beats Solo Pro,AirPods Pro,Powerbeats 2020-го года,AirPods Max,и AirPods (3-го поколения). Специально разработанный для наушников, он оснащен Bluetooth 5.0, поддерживает команды hands-free «Привет Siri»,и обеспечивает на 30 процентов меньшую задержку, чем чип W1, использовавшийся в предыдущихAirPods.
Чип Apple H2 впервые был использован в AirPods Pro (2-го поколения). Он оснащён поддержкой Bluetooth 5.3 и шумоподавлением с частотой 48 кГц.
Серия Apple «U» — это семейство систем в корпусе (SiP), реализующих сверхширокополосную связь.
Apple U1 используется в iPhone 11 и новее (за исключениемiPhone SE 2-го поколения),Apple Watch Series 6иSeries 7, умной колонкеHomePod miniи трекереAirTag, а также в AirPods Pro 2-го поколения.
Используется вiPhone 15,iPhone 15 Pro,iPhone 16,iPhone 16 Pro, а также вApple Watch Series 9,Series 10иUltra 2
Используется в гарнитуре смешанной реальностиApple Vision Pro. (дата выхода — начало 2024 (вместе с Apple Vision Pro)