全球首款3nm芯片，来了！支持光追

苹果芯片还有哪些创新？

作者 |  ZeR0

编辑 |  漠影

芯东西9月13日报道，今日凌晨，苹果推出业界首款3nm芯片A17 Pro，并介绍了A16仿生芯片以及迄今最强大的手表芯片S9 SiP。

这是头一次苹果用“Pro”来命名旗舰手机芯片，不知道是不是为了强调A17 Pro的专业级GPU很“专业”。全新GPU设计是这颗芯片的一大亮点，使下一级手机游戏具有快速、高效的性能和硬件加速光线追踪。

A17 Pro落地在苹果旗舰智能手机iPhone 15 Pro系列中，A16被用在苹果智能手机iPhone 15系列中。S9 SiP搭载于苹果最新推出的智能手表Apple Watch Series 9。

今年其芯片还改进了一个功能：定位iPhone。苹果iPhone 15、Apple Watch Series 9均搭载了全新的第二代超宽带（UWB）芯片，能精确查找到使用了相同芯片的iPhone的位置。

推荐一场会议。9月14-15日，2023全球AI芯片峰会将在深圳湾万丽酒店举行。清华大学教授、中国半导体行业协会副理事长魏少军领衔50+位演讲嘉宾，NVIDIA高通英特尔AMD齐聚，近30家中国AI芯片与算力企业登台交锋，4家Chiplet创业创新团队亮相，6位分析师和投资人带来报告分享。开幕式、AI芯片架构创新专场、AI大算力芯片专场和高能效AI芯片专场将在主会场进行。深圳集成电路政策交流会、AI芯片分析师论坛、智算中心算力与网络高峰论坛将在分会场进行。峰会最终议程已公布，欢迎大家报名，线下参会交流。

01.

A17 Pro：GPU牙膏挤爆

支持硬件加速光线追踪

苹果旗舰手机芯片A17 Pro是业界首款3nm芯片，对整个芯片设计都做了改进。

A17 Pro采用6核CPU，全新CPU微架构和设计改进同时适用于性能核心和能效核心。性能核心提升最快可达10%，单线程性能甚至堪比某些高性能桌面级PC；能效核心在业界一骑绝尘，带来竞品3倍的性能功耗比。

全新的GPU采用苹果设计的新着色器架构，是苹果GPU迄今最大的设计更新。苹果专注于三件事：提高性能和能效、运行复杂的应用程序、新增各种渲染功能。新GPU采用6核设计，峰值性能提升最高可达20%。

同时，苹果首次推出了通过硬件加速实现的光线追踪，号称实现了智能手机上迄今最快的光线追踪处理速度。通过硬件加速光线追踪，A17 Pro可以流畅运行图形，且帧率远高于基于软件的光线跟踪。

相较上一代基于软件的光线追踪，A17 Pro硬件加速光线追踪的运行速度提升最高可达4倍，带来更流畅的图形、更身临其境的AR应用程序和游戏体验。

这颗芯片的性能，让许多以前只在主机、PC或 Mac上才有的游戏，能够登陆iPhone 15 Pro。

A17 Pro的神经网络引擎，运行机器学习模型的速度提升最快可达2倍，每秒可执行最高达35万亿次操作，可支持iOS 17中的自动纠错、从照片背景中提取主体、为有失语风险的用户创建个人语音等功能。

该芯片还内置ProRes编解码器以及一个显示引擎，用来驱动ProMotion自适应刷新率技术；并包括一个专用的AV1解码器，能够为流媒体服务提供更高效、更高质量的视频体验。

此外A17 Pro添加的新USB控制器，首次在iPhone上实现了USB 3速度，最高可达10Gb/s，现支持更高的传输速度和60fps HDR的4K视频输出。选用USB 3连接线，相比iPhone 15用的USB 2，传输速度能快20倍。

02.

A16：6核CPU+5核GPU

+16核神经网络引擎

iPhone 15搭载的A16仿生芯片，内置定制的图像信号处理器；5核GPU的内存带宽比A15仿生提升50%；6核CPU（2个高性能核心+4个高能效核心），比A15更快，能耗減少20%。

其16核神经网络引擎，每秒能够进行近17万亿次操作，支持设备端处理计算摄影、实时语音留言的撰写等功能，同时使用Secure Enclave保护关键的隐私和安全功能。

iPhone 15搭载了苹果第二代超宽带（UWB）芯片，可连接到使用这款芯片的其他设备。一个非常有用的功能是精确找人，比如在拥挤的火车站或菜市场，能够精确共享和定位朋友的位置。

03.

S9 SiP：56亿颗晶体管，支持本地跑Siri

和iPhone 15相似，苹果新一代智能手表Apple Watch Series 9也搭载了第二代UWB芯片，并采用了苹果迄今最强大的手表芯片——S9 SiP。

S9有56亿颗晶体管，数量比Series 8多60%；GPU提升最快可达30%，让watchOS 10里的动画和效果更加丝滑；还内置了一个4核神经网络引擎，处理机器学习任务的速度提升最高可达2倍。

全新4核神经网络引擎使得语音助手Siri的交互可以直接在设备端处理，无需访问云端，这样能让响应变得更快更安全，即便是Wi-Fi或蜂窝网络信号不好也不影响速度。由于该神经网络引擎能够运行先进Transformer模型，Series 9的听写功能准确度相比上一代提升最高可达25%。

基于这颗定制芯片，苹果Series 9能保持全天18小时电池续航，并实现各项功能以及系统范围的优化提升，还增加了一个新手势——食指和拇指对捏两下，即可接听电话。

高效节能的S9 SiP和先进的显示架构将Series 9显示屏的最大亮度提高到2000尼特，是Series 8的两倍，使用户在明亮的阳光下更易阅读文本。对于黑暗的房间或清晨，显示屏也能降低到只有一个单位，以免打扰附近的人。

04.

结语：苹果芯片，行路渐难？

在造芯这件事上，苹果步履不停，每达到一个里程碑，就立即奔赴下一站。从智能手机、平板电脑、智能手表、AirPods无线耳机到Mac电脑，苹果的自研芯片已经遍布每一条产品线。

无论是第一颗自研手机芯片、第一颗自研电脑芯片、第一颗将两个M1芯片拼接在一起的“至尊版”电脑芯片，还是完成Mac电脑彻底完成向自研芯片的过渡，苹果的造芯水准和执行节奏总是令人叹服。但强如苹果，也不是什么都能搞定，至少目前，它还离不开几家关键芯片公司。

一是Arm，为苹果各款自研SoC芯片的CPU核心提供指令集授权，根据Arm最新IPO文件，苹果已与Arm就芯片技术授权签署了一项延期到2040年以后的新合作协议。

二是台积电，将最早一批3nm产能悉数供给苹果，还配合苹果研发统一内存架构，目前苹果在这个合作关系中占据较大话语权，据说签了份协议，让台积电为3nm的缺陷成本自掏腰包。

三是高通，本周高通宣布与苹果达成合作协议，继续为苹果手机产品供应5G基带芯片至2026年。这似乎暗示了苹果自研5G基带芯片遇阻。

在过往的辉煌履历中，苹果已经拉满了业界对其芯片创新的高期待值。不过从今天的发布来看，苹果“地表最强手机芯片”的地位虽然依然稳固，但似乎没有带给人那种炸圈级别的惊喜。

接下来，苹果如何进一步丰富其芯片版图？还能创造哪些突破性的芯片设计思路，又能否减轻对关键芯片供应商的依赖？这些将备受关注。

2023全球AI芯片峰会预告