Resumo:
Parece que os chips de telefonia móvel não são empolgantes há muito tempo? Nos últimos anos, sempre que termina a conferência de Outono, podemos sempre ouvir números como “outra melhoria percentual”, mas a experiência por detrás desses números é muitas vezes difícil de descrever. Passe mais alguns minutos correndo e você poderá ver, mas se realmente quiser que todos “sintam”, estará sempre a uma camada de distância. Até que o chip A20 Pro apareceu este ano.
Este é um chip que realmente faz você "sentir" um salto no desempenho - ele traz não apenas um aumento percentual nas pontuações de corrida, mas uma revolução de engenharia que remodela fundamentalmente a experiência móvel.
2nm: supremacia de processos em celulares finos e leves
"O processo de 2 nm nos permite aumentar a densidade dos transistores, melhorar a eficiência energética e melhorar ainda mais o desempenho. Ele traz grandes melhorias em todo o nível do sistema." Dan Murray, vice-presidente de engenharia de chips da Apple, ao apresentar o A20 Pro.
O A20 Pro é o primeiro SoC para celular da Apple usando tecnologia de processo de 2 nm. Este é um número significativo, e o número menor para a tecnologia de processo significa que mais transistores podem ser amontoados na mesma área do chip, ao mesmo tempo que permite que operem em tensões mais baixas.
É crucial para dispositivos pequenos, como telefones celulares, que são alimentados por baterias e têm espaço limitado para dissipação de calor. Mas 2nm não é o único avanço do A20 Pro. O verdadeiro avanço reside na reconstrução fundamental da “estrutura interna” do chip – desde o empilhamento vertical até um design “lado a lado”.
A revolução da dissipação de calor nas embalagens de chips
Antes do A20 Pro, todos os chips de telefonia móvel da série A da Apple usavam a tecnologia de empacotamento PoP (Package-on-Package). É empilhar memória SoC e DRAM verticalmente. O chip de memória é como uma tampa de panela, pressionando o pote do SoC.
A embalagem PoP pode tornar o chip pequeno e compacto, economizando espaço interno valioso. Mas o custo é igualmente óbvio. A memória é colocada diretamente no SoC, o que atrapalhará três pessoas.
Como resultado, o A20 Pro recorreu a uma nova tecnologia de embalagem - WMCM (Wafer-Level Multi-chip Module, módulo multi-chip de nível wafer). A tecnologia foi originalmente habilitada nos chips da série M do Mac e agora está sendo trazida para o iPhone pela primeira vez.
A principal mudança do WMCM é simples: em vez de empilhar memória no SoC, coloque-os lado a lado.
"Isso realmente aumentará o tamanho, mas trabalhamos com a equipe do sistema para resolver esse problema no nível do sistema. Como o SoC agora está diretamente conectado à câmara de vapor VC, a vantagem é que é fácil dissipar o calor." Dan Murray acrescentou.
É como se a panela de ferro (SoC) e a tampa da panela (DRAM) fossem colocadas lado a lado sobre a mesa e o calor pudesse ser rapidamente dissipado.
Os quatro pilares do design térmico do iPhone
Se o WMCM mudou o "formato" do chip, então o sistema de dissipação de calor construído em torno dele pela Apple realmente completou uma mudança qualitativa de "pode dissipar calor" para "pode dissipar calor".
Vista interna da parte traseira da câmara de vapor e da bateria do iPhone 18 Pro
Banafsheh Barabadi, gerente sênior de design térmico da Apple, resumiu o sistema como "quatro pilares":
1) caminho de dissipação de calor direto SOC, 2) material de interface térmica Metal Over Foam, 3) câmara de vapor VC com uma área de dissipação de calor três vezes maior que a da série iPhone17 Pro, 4) o primeiro painel traseiro de tela de cobre nano-gêmeo da indústria usado em telefones celulares."Graças a esses quatro pilares, o desempenho de resfriamento sustentado foi bastante melhorado. Em comparação com o iPhone 17 Pro, o desempenho sustentado da GPU do iPhone 18 Pro melhorou 40%. Em comparação com o iPhone 16 Pro, o desempenho sustentado quase dobrou." Banafsheh disse.
O que isso significa? Quando você executa jogos de alta carga como “Genshin Impact” em seu telefone, grava vídeos 4K ProRes ou usa recursos de IA no dispositivo, o iPhone 18 Pro pode manter o desempenho máximo por um longo tempo sem afogamento – algo que era quase impossível no passado.
O DNA da série M: integração tecnológica entre plataformas
Outra arma secreta do A20 Pro vem de sua “herança” – ela se baseia fortemente na experiência de design dos chips da série M no Mac.
"Somos uma equipe de chips. Módulos básicos como CPU, GPU e Apple Neural Network Engine são projetados juntos. Depois, podem ser expandidos para diferentes produtos e usados no Apple Watch, iPhone, iPad e Mac." Dan Murray apresentou.
Em outras palavras, os chips da série A usados pela Apple em telefones celulares e os chips da série M usados em computadores são trabalho de um grupo de pessoas.
Especificamente, o A20 Pro tem vários transplantes importantes de tecnologia entre plataformas:
Os super núcleos chegam ao iPhone pela primeira vez. Esses núcleos supergrandes originalmente usados em Macs foram reajustados no A20 Pro para se adequarem às restrições térmicas e de energia do iPhone. Eles fornecem desempenho semelhante ao de um desktop para cargas de trabalho de curta duração, como inicialização de aplicativos e carregamento de páginas da web.
Design de mecanismo de rede neural dupla - O A20 Pro é equipado pela primeira vez com dois mecanismos neurais independentes de 16 núcleos, com um total de 32 núcleos. Eles podem operar de forma independente ou colaborar no “modo de ligação” para obter maior rendimento em tensões mais baixas. Isso é fundamental para cargas de trabalho de IA finais, como Siri, fotografia computacional e geração de imagens.
Largura de banda de memória aumentada em 50% - expandida de LPDDR5 de 64 bits para interface LPDDR5X de 96 bits, proporcionando maior transferência de dados para cargas de trabalho com uso intensivo de memória (como jogos, inferência de IA).
GPU de sete núcleos - O desempenho gráfico foi melhorado em 40% em comparação com a geração anterior. É equipado com um acelerador neural GPU de segunda geração para aprimorar ainda mais os recursos de geração de imagens.
Esse compartilhamento de tecnologia “totalmente ecológico” faz do A20 Pro não um chip isolado, mas uma extensão de todos os recursos do sistema de hardware da Apple no lado móvel. Também melhorou muito as capacidades de IA da série iPhone 18 Pro.
Dan Murray mencionou o pensamento subjacente da Apple sobre IA: "Nem todas as cargas de trabalho de IA têm os mesmos requisitos de computação. CPU, GPU e ANE precisam estar envolvidos. A estrutura Core AI ajuda os desenvolvedores a mapear diferentes tarefas de IA para a unidade de computação mais apropriada e aproveitar ao máximo as vantagens de cada peça de hardware."
Design invisível, experiência visível "Na Apple, reduzir a temperatura da superfície da área de aderência e aumentar a duração da carga sustentada são, na verdade, duas expressões do mesmo objetivo. Porque nosso objetivo é permitir que os usuários tenham a melhor experiência ao realizar todas as operações." - Quando perguntamos sobre o objetivo central desta geração de design térmico, disse Banafsheh.
A estratégia da Apple é uma abordagem dupla: ao mesmo tempo que melhora a capacidade de refrigeração do sistema e ao mesmo tempo otimiza a eficiência energética do chip.
Todas as decisões tomadas pelas equipes relevantes da Apple, desde a câmara de vapor VC de segunda geração até o uso de materiais de cobre nano-geminados, visam permitir que o calor na área de aderência do usuário se dissipe o mais rápido possível, garantindo ao mesmo tempo que o chip tenha margem suficiente para alcançar um melhor desempenho sustentado.
vista interna frontal da câmara de vapor do iPhone 18 Pro
O resultado desse conceito de design é que, embora o iPhone 18 Pro carregue uma carga de desempenho mais alta, a temperatura da área de espera do usuário é mais controlável. Você pode rodar jogos em grande escala sem problemas por um longo tempo sem diminuir a frequência e não sentirá vontade de fritar um ovo ao jogar.
"O que mais me orgulha é que o usuário é realmente invisível. Essa também é uma das intenções originais do nosso design." Banafsheh disse sobre este sistema de refrigeração.
Isso é muito "Apple" - eles esperam que os usuários não se importem com a área das câmaras de vapor VC ou com a microestrutura do cobre nano-geminado. Eles querem que os usuários saibam apenas uma coisa: este telefone é realmente estável.
A filosofia dos produtos da Apple sempre foi esconder a complexidade nos detalhes, tornando a experiência natural e tranquila. O mesmo se aplica ao A20 Pro – você não precisa entender o que significa o processo de 2 nm ou como funciona o WMCM. Tudo o que você precisa saber é que a abertura de aplicativos é mais rápida, os jogos são mais estáveis, as fotos são tiradas com mais fluidez e a edição de vídeo não fica mais travada.
Essa é a essência do A20 Pro: não é um cartão de visita técnico para exibir, mas uma revolução silenciosa e calma na experiência do usuário.
A voz da engenharia da Apple
Do processo de 2 nm ao empacotamento WMCM, dos motores neurais duplos aos quatro principais pilares de dissipação de calor, cada avanço tecnológico desta geração de chips não é um jogo de parâmetros isolado, mas um conjunto completo de engenharia de sistema.
Uma lógica de produto muito 'Apple' também está escondida aqui: começar pela experiência que realmente interessa aos usuários e, em seguida, usar os recursos de todo o sistema do produto para resolvê-la.
Desta perspectiva, o A20 Pro não é apenas um relatório técnico da equipe de chips da Apple, mas também uma redefinição de toda a indústria de computação móvel. Enquanto o campo Android ainda está debatendo a estratégia de agendamento de "núcleo ultragrande + núcleo grande + núcleo pequeno", a Apple integrou silenciosamente a arquitetura de desempenho no nível do desktop, o acelerador de IA autodesenvolvido e a primeira solução de dissipação de calor do setor em um telefone celular com menos de 9 mm de espessura.
Talvez seja por isso que o iPhone 18 Pro parece tão diferente: ele faz as pessoas perceberem pela primeira vez que um telefone celular pode ser tão rápido e ao mesmo tempo tão calmo.
E talvez apenas a Apple possa fazer isso.
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