Riassunto:
Sembra che i chip dei telefoni cellulari non siano più entusiasmanti da molto tempo? Negli ultimi anni, ogni volta che si concludeva la conferenza autunnale, potevamo sempre sentire numeri come “un altro miglioramento percentuale”, ma l’esperienza dietro questi numeri è spesso difficile da descrivere. Trascorri ancora qualche minuto correndo e potrai vederlo, ma se vuoi davvero che tutti lo "sentiscano", è sempre a uno strato di distanza. Fino a quando quest'anno non è apparso il chip A20 Pro.
Si tratta di un chip che ti fa davvero "sentire" un salto di prestazioni: non porta solo un aumento percentuale dei punteggi parziali, ma una rivoluzione ingegneristica che rimodella radicalmente l'esperienza mobile.
2nm: supremazia del processo nei telefoni cellulari sottili e leggeri
"Il processo a 2 nm ci consente di aumentare la densità dei transistor, migliorare l'efficienza energetica e migliorare ulteriormente le prestazioni. Apporta grandi miglioramenti a livello dell'intero sistema." Dan Murray, vicepresidente dell'ingegneria dei chip di Apple, ha affermato presentando l'A20 Pro.
A20 Pro è il primo SoC per telefoni cellulari di Apple che utilizza la tecnologia di processo a 2 nm. Si tratta di un numero significativo e il numero più piccolo per la tecnologia di processo significa che più transistor possono essere stipati nella stessa area del chip consentendo loro anche di funzionare a tensioni inferiori.
È fondamentale per i dispositivi di piccole dimensioni, come i telefoni cellulari, che sono alimentati da batterie e hanno uno spazio limitato per la dissipazione del calore. Ma 2nm non è l’unico progresso dell’A20 Pro. La vera svolta risiede nella ricostruzione fondamentale della "struttura interna" del chip, dallo stacking verticale al design "side-by-side".
La rivoluzione della dissipazione del calore nel confezionamento dei chip
Prima dell'A20 Pro, tutti i chip per telefoni cellulari della serie A di Apple utilizzavano la tecnologia di confezionamento PoP (Package-on-Package). Serve per impilare verticalmente SoC e memoria DRAM. Il chip di memoria è come il coperchio di una pentola, che preme sulla pentola del SoC.
La confezione PoP può rendere il chip piccolo e compatto, risparmiando prezioso spazio interno. Ma il costo è altrettanto ovvio. La memoria è posizionata direttamente sul SoC, che ostacolerà tre persone.
Di conseguenza, l'A20 Pro si è rivolto a una nuova tecnologia di packaging: WMCM (Wafer-Level Multi-chip Module, modulo multi-chip a livello wafer). La tecnologia era originariamente abilitata sui chip della serie M di Mac e ora viene portata su iPhone per la prima volta.
Il cambiamento fondamentale di WMCM è semplice: invece di impilare la memoria sul SoC, posizionali fianco a fianco.
"Ciò aumenterà effettivamente le dimensioni, ma lavoriamo con il team di sistema per risolvere questo problema a livello di sistema. Poiché il SoC è ora direttamente collegato alla camera di vapore VC, il vantaggio è che è facile dissipare il calore." Ha aggiunto Dan Murray.
È come se la pentola di ferro (SoC) e il coperchio della pentola (DRAM) fossero affiancati sul tavolo e il calore potesse essere dissipato rapidamente.
I quattro pilastri del design termico dell'iPhone
Se WMCM ha cambiato la "forma" del chip, allora il sistema di dissipazione del calore costruito attorno ad esso da Apple ha davvero completato un cambiamento qualitativo da "può dissipare il calore" a "può dissipare il calore".
Vista interna della camera di vapore e del retro della batteria per iPhone 18 Pro
Banafsheh Barabadi, senior manager del design termico di Apple, ha riassunto il sistema in "quattro pilastri":
1) Percorso di dissipazione del calore diretto SOC, 2) Materiale di interfaccia termica Metal Over Foam, 3) Camera di vapore VC con un'area di dissipazione del calore tre volte quella della serie iPhone17 Pro, 4) Il primo backplane per display in rame nano-gemello del settore utilizzato nei telefoni cellulari.
"Grazie a questi quattro pilastri, le prestazioni di raffreddamento sostenuto sono state notevolmente migliorate. Rispetto a iPhone 17 Pro, le prestazioni sostenute della GPU di iPhone 18 Pro sono migliorate del 40%. Rispetto a iPhone 16 Pro, le prestazioni sostenute sono quasi raddoppiate." Banafsheh ha detto.
Che cosa significa? Quando esegui giochi ad alto carico come "Genshin Impact" sul tuo telefono, giri video 4K ProRes o usi le funzionalità AI del dispositivo, iPhone 18 Pro può mantenere le massime prestazioni per lungo tempo senza limitazioni, cosa che era quasi impossibile in passato.
Il DNA della serie M: integrazione tecnologica multipiattaforma
Un'altra arma segreta dell'A20 Pro deriva dalla sua "eredità": si basa fortemente sull'esperienza di progettazione dei chip della serie M sul Mac.
"Siamo un chip team. I moduli di base come CPU, GPU e Apple Neural Network Engine sono in realtà progettati insieme. Quindi possono essere estesi a diversi prodotti e utilizzati su Apple Watch, iPhone, iPad e Mac." Dan Murray ha introdotto.
In altre parole, i chip della serie A utilizzati da Apple nei telefoni cellulari e i chip della serie M utilizzati nei computer sono il lavoro di un gruppo di persone.
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Nello specifico, A20 Pro presenta diversi trapianti tecnologici chiave multipiattaforma:
I super core arrivano per la prima volta su iPhone: questi super-core originariamente utilizzati nei Mac sono stati ricalibrati sull'A20 Pro per adattarsi ai limiti termici e energetici dell'iPhone. Forniscono prestazioni di tipo desktop per carichi di lavoro di breve durata come l'avvio di applicazioni e il caricamento di pagine Web.
Design con doppio motore di rete neurale: A20 Pro è dotato per la prima volta di due motori neurali indipendenti a 16 core, per un totale di 32 core. Possono operare in modo indipendente o collaborare in "modalità bonding" per ottenere una maggiore produttività a tensioni inferiori. Questo è fondamentale per i carichi di lavoro AI end-side come Siri, la fotografia computazionale e la generazione di immagini.
La larghezza di banda della memoria è aumentata del 50%: estesa dall'interfaccia LPDDR5 a 64 bit all'interfaccia LPDDR5X a 96 bit, fornendo una maggiore velocità di trasmissione dei dati per carichi di lavoro ad uso intensivo di memoria (come giochi, inferenza AI).
GPU a sette core: le prestazioni grafiche sono migliorate del 40% rispetto alla generazione precedente. È dotato di un acceleratore neurale GPU di seconda generazione per migliorare ulteriormente le capacità di generazione di immagini.
Questa condivisione tecnologica "totalmente ecologica" rende A20 Pro non un chip isolato, ma un'estensione delle capacità dell'intero sistema hardware Apple sul lato mobile. Ha anche migliorato notevolmente le funzionalità AI della serie iPhone 18 Pro.
Dan Murray ha menzionato il pensiero di base di Apple sull'intelligenza artificiale: "Non tutti i carichi di lavoro dell'intelligenza artificiale hanno gli stessi requisiti di elaborazione. CPU, GPU e ANE devono essere tutti coinvolti. Il framework Core AI aiuta gli sviluppatori a mappare diverse attività di intelligenza artificiale sull'unità di calcolo più appropriata e a sfruttare appieno i vantaggi di ciascun componente hardware."
Design invisibile, esperienza visibile "In Apple, ridurre la temperatura superficiale dell'area di presa e aumentare la durata del carico sostenuto sono in realtà due espressioni dello stesso obiettivo. Perché il nostro obiettivo è consentire agli utenti di avere la migliore esperienza durante tutte le operazioni." - Quando abbiamo chiesto quale fosse l'obiettivo principale di questa generazione di progettazione termica, ha detto Banafsheh.
La strategia di Apple prevede un duplice approccio: migliorare la capacità di raffreddamento del sistema e ottimizzare l'efficienza energetica del chip.
Tutte le decisioni prese dai team competenti di Apple, dalla camera di vapore VC di seconda generazione all'uso di materiali in rame nano-gemellato, mirano a consentire al calore nell'area di presa dell'utente di dissiparsi il più rapidamente possibile, garantendo al tempo stesso che il chip abbia un margine sufficiente per ottenere prestazioni migliori e durature.
Vista interna anteriore della camera di vapore iPhone 18 Pro
Il risultato di questo concetto di design è che, sebbene l'iPhone 18 Pro abbia un carico prestazionale più elevato, la temperatura dell'area in cui viene tenuto l'utente è più controllabile. Puoi eseguire giochi su larga scala senza problemi per molto tempo senza ridurre la frequenza e non ti sembrerà di poter friggere un uovo mentre giochi
"La cosa che mi rende più orgoglioso è che l'utente è effettivamente invisibile. Questa è anche una delle intenzioni originali del nostro design." Banafsheh ha detto di questo sistema di raffreddamento.
Questo è molto "Apple": sperano che agli utenti non interessi l'area delle camere a vapore VC o la microstruttura del rame nano-gemellato. Vogliono che gli utenti sappiano solo una cosa: questo telefono è davvero stabile.
La filosofia dei prodotti Apple è sempre stata quella di nascondere la complessità nei dettagli, rendendo l'esperienza naturale e fluida. Lo stesso vale per l'A20 Pro: non è necessario capire cosa significa il processo a 2 nm o come funziona WMCM. Tutto quello che devi sapere è che l'apertura delle app è più veloce, i giochi sono più stabili, le foto vengono scattate in modo più fluido e l'editing video non è più bloccato.
Questa è l'essenza di A20 Pro: non è un biglietto da visita tecnico da sfoggiare, ma una rivoluzione silenziosa e pacata nell'esperienza dell'utente.
La voce dell'ingegneria di Apple
Dal processo a 2 nm al packaging WMCM, dai motori dual neurali ai quattro principali pilastri di dissipazione del calore, ogni innovazione tecnologica di questa generazione di chip non è un gioco di parametri isolato, ma un insieme completo di ingegneria di sistema.
Qui si nasconde anche una logica di prodotto molto "Apple": partire dall'esperienza che interessa davvero agli utenti e quindi utilizzare le capacità dell'intero sistema di prodotto per risolverla.
Da questo punto di vista, A20 Pro non è solo un rapporto tecnico del team di chip Apple, ma anche una ridefinizione dell'intero settore del mobile computing. Mentre il campo Android sta ancora discutendo la strategia di pianificazione di "nucleo ultra-grande + core grande + core piccolo", Apple ha tranquillamente integrato un'architettura prestazionale a livello desktop, un acceleratore AI auto-sviluppato e una soluzione di dissipazione del calore prima del settore in un telefono cellulare con uno spessore inferiore a 9 mm.
Questo potrebbe essere il motivo per cui l'iPhone 18 Pro sembra così diverso: fa capire per la prima volta che un telefono cellulare può essere così veloce e allo stesso tempo così calmo.
E forse solo Apple può farlo.
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