Apple A12 Bionic yonga seti mercek altında

iPhone ile başladığı mobil cihaz macerasına daha sonra iPad ile devam eden Apple, yonga seti konusunda büyük mesafeler kat etti. İlk etapta Samsung gibi ortakların tasarladığı yonga setlerini tercih eden Apple sonrasında A serisi yongalara başladı.

Apple A12 neler sunuyor?

Bu yongalarda standart ARM mimarileri ile yola çıkan firma yazılım ve donanım entegrasyonunu kendisi yapmaya karar verdi ve büyük yatırımlar yaparak özelleştirilmiş yongalara geçiş yaptı. Her nesilde biraz daha gelişen ve yenilikler üreten Apple, böylece rakiplerinin hep bir adım önünde oldu. Son geliştirilen A12 Bionic yonga seti bunun en iyi örneği.

Apple ile Huawei’nin yonga tasarım döngüsü birbirine yakın olsa da Apple daha erken piyasaya çıktığı için bütün ilgiyi üzerinde toplayabiliyor. Geçen yıl ilk yapay zekâ birimini Huawei geliştirmiş ancak Apple piyasaya sürmüştü. Bu yıl yeni iPhone modellerinde kendisine yer bulan Apple A12 yonga seti piyasaya çıkan ilk 7nm sürecindeki yonga oldu. İlk kez tanıtan ise Huawei’ydı.

TSMC’nin yeni 7nm sürecini tercih eden Apple; transistör yoğunluğu açısından büyüme yaşarken zar alanı açısından da küçülüyor. Apple A12 yonga seti Apple A11 yonga setine göre bir miktar daha küçük ancak işlemci tarafında yüzde 15, grafik tarafında yüzde 50 daha performanslı. Ayrıca enerji verimliliği de daha iyi.

İşlemci ve ön bellek

Bu yıl Apple A12 yonga seti de 2+4 çekirdekli olarak tasarlanmış. Performans tarafında 2.5GHz hızına kadar çıkabilen Vortex adında yeni özelleştirilmiş çekirdekler görüyoruz. Verimlilik tarafında ise 1.6GHz hızına çıkabilen Tempest adında 4 yeni özelleştirilmiş çekirdek yer alıyor.

Yonga tasarımına baktığımızda sağ kısımda 4 grafik çekirdeğini görüyoruz. Sol alt kısımda ise işlemci yer alıyor. Orta sol kısımda 2 Vortex çekirdeği ve büyük Seviye 2 ön bellek yer alırken, orta sağ kısımda da 4 adet Tempest çekirdeği ve Seviye 2 ön belleği yer alıyor. En sol kısımda yapay zekâ birimi bulunurken, tam ortada da tüm yonga setini kapsayan 4 parça SRAM bellek görülüyor.

Özelleştirilmiş çekirdek geliştirme yanında pek çok uzman Apple’ın en iyi olduğu konunun bellek kullanımı olduğunu belirtiyor. Rakiplerinden daha çok bellek kullanımına yatırım yapan Apple bunun karşılığını da kat kat alıyor. Apple 12 yonga seti devasa bir bellek kullanımına sahip.

İlk olarak 4 parçalı SRAM bellek setinin yonga setinin enerji verimliliğine ve performansına önemli bir katkı yaptığını belirtelim. Yonga seti genelinde bir ön bellek katmanı olarak görev yapan SRAM bloğu, belirli verilerin DRAM belleğe gönderilmesi yerine yonga seti içerisinde dönmesini sağlıyor. Böylece yonga dışına çıkmadan içeride dönen veriler daha az enerji harcıyor ve performansa bir miktar katkı yapıyor.

Tam Boyutta Gör

Apple A7 yonga setinden bu yana kullanılan sistem belleği ilk olarak tek parçaydı. A10 yonga setinden sonra ise iki parçalı bir belleğe geçiş yapılmıştı. 4 parçalı belleğin ise fonksiyon anlamında büyük değişikliklerin olduğunu ve bellek performansını da önemli ölçüde arttırdığına dikkat çekiliyor. İşlem başı 128KB bölüm ayırabilen sistem belleğinin toplam kapasitesi 8MB ve A11 yonga setine göre iki kat artış göstermiş.

Çekirdek belleklerine geçecek olursak Vortex çekirdeklerinde 128KB Seviye 1 ön bellek görüyoruz. Burada iki kat artış yaşanmış. Seviye 2 ön bellek ise 6MB olarak belirlenmiş. Toplamda 12MB bellek söz konusu. Bununla birlikte sistem belleğinin de desteğiyle yoğun yüklerde çekirdek başı 8MB ön bellek kullanımı da olabiliyor. Böylece iki performans çekirdeği için toplamda 16MB ön bellek kullanılmış oluyor.

Verimlilik çekirdeklerinde ise 32KB Seviye 1 ön bellek değişmiyor. Çekirdek başı Seviye 2 ön bellek ise 1.5MB ve toplamda 3MB oluyor. Yine sistem belleğinin desteğiyle çekirdek başı 2MB ve toplamda 4MB ön bellek olabiliyor. Böylece yonga setinde 28MB-29MB arasında bir ön bellek kullanılmış oluyor. Ayrıca ön belleklerin çalışma prensibindeki optimizasyonlarla çok daha düşük gecikme süreleri elde ediliyor.

Yapay zekâ

Apple geçen yıl ABD kaynaklı CEVA firması ile ortak geliştirdiği yapay zekâ birimini kullanmıştı. Bu yıl ise tamamen yapay zekâ biriminin tamamen Apple bünyesinde geliştirildiği ifade ediliyor. Yeni birim 8 çekirdekli ve dört kat artış söz konusu.

Artan çekirdekler performansı da etkiliyor. Geçen yıl 600 GigaOPs olan yapay zekâ işlem performansı 5 TeraOPs seviyesine kadar çıkabiliyor. Başta Siri olmak üzere zengin gerçeklik ve kamera gibi pek çok noktada bu performans artışı hissedilecek.

Ve grafik birimi

Apple’ın yakın zamanda Imagination ile ortaklığını sona erdirip tamamen kendi tasarımı grafik birimleri ile yola devam edeceğini biliyoruz. Hatta bu açıklama sonrasında Imagination çöküş yaşadı ve satılmak zorunda kaldı.

G11P olarak adlandırılan 4 çekirdekli yeni grafik biriminin Apple tarafından geliştirildiği ifade edilse de yakın incelemelerde Imagination patentlerinin kullanıldığı anlaşılıyor. Standart bir mimari yerine Apple bu patentleri kullanarak özel bir mimari ortaya çıkarmış. Yani bu yıl da Imagination ortaklığı devam ediyor gibi görünüyor.

G11P temel anlamda A11 yonga seti ile benzer bir dizilime sahip. Bu yıl en büyük fark ise bellek sıkıştırma teknolojisinde ortaya çıkıyor. AMD ve Nvidia tarafından masaüstünde kullanılan bu teknoloji mobil dünyada da mevcut. Bellek sıkıştırma, grafik biriminin ana belleğe bir veri karesi içeren tampon bellek gönderirken bunu sıkıştırarak göndermesi demek.  

Özellikle mobil cihazlarda sınırlı bant genişliği olması ve enerji verimliliğinin öne çıkması nedeniyle bellek sıkıştırma büyük önem taşıyor. Qualcomm, ARM, Imagination bu konuda kendi çözümlerini kullanıyor. Apple aslında bu konuda biraz geç kaldı ancak kendi içerisinde önemli bir performans kazanımı elde etmiş oldu.

Testler

GFXBench ve AnTuTu gibi bilinen testlerin aksine bileşenler ile ilgili daha detaylı bilgiler verebilen SPEC 2006 testi ile yeni yonga seti incelenmiş. Apple A12 yonga seti harcanan enerji ve karşılığı performans anlamında Snapdragon 845 ve Exynos 9810 gibi rakiplerini yer yer ikiye katlıyor. Hatta tek çekirdek performansında bazı Skylake işlemcilerini bile geride bırakabileceği ifade ediliyor.

Sistem performansı anlamında ise Speedometer 2, WebXPRT 3, GFXBench Aztec Ruins, GFXBench Manhattan 3.1, GFXBench TREX 2.7 gibi pek çok testte Apple A12 lider durumda. 3D Mark Slingshot testinde ise özellikle iyi soğutulan cihazlardaki Snapdragon 845 yonga seti ipi göğüslüyor.

Günün sonunda mobil dünyanın en iyi yonga seti ile karşı karşıyayız diyebiliriz. Qualcomm’un dizüstü segmentine yaptığı atılımdan sonra Apple’ın hamleleri de merakla bekleniyor. Önümüzdeki dönemde Apple A13 veya A14 gibi yonga setlerini MacBook Air modellerinde görmek şaşırtıcı olmayacaktır.