Zusammenfassung:
Es scheint, dass Mobiltelefonchips schon lange nicht mehr aufregend waren? In den letzten Jahren hörten wir immer dann, wenn die Herbstkonferenz vorbei war, Zahlen wie „eine weitere prozentuale Verbesserung“, aber die Erfahrung hinter diesen Zahlen ist oft schwer zu beschreiben. Verbringen Sie noch ein paar Minuten mit dem Laufen und Sie können es sehen, aber wenn Sie wirklich möchten, dass jeder es „spürt“, ist es immer eine Schicht entfernt. Bis der A20 Pro-Chip dieses Jahr erschien.
Dies ist ein Chip, der Ihnen wirklich einen Leistungssprung „spüren“ lässt – er bringt nicht nur eine prozentuale Steigerung der Laufergebnisse, sondern eine technische Revolution, die das mobile Erlebnis grundlegend neu gestaltet.
2 nm: Prozessüberlegenheit bei dünnen und leichten Mobiltelefonen
„Der 2-nm-Prozess ermöglicht es uns, die Dichte von Transistoren zu erhöhen, die Energieeffizienz zu verbessern und die Leistung weiter zu verbessern. Er bringt große Verbesserungen auf der gesamten Systemebene mit sich.“ sagte Dan Murray, Apples Vizepräsident für Chiptechnik, bei der Vorstellung des A20 Pro.
A20 Pro ist Apples erster Mobiltelefon-SoC mit 2-nm-Prozesstechnologie. Dies ist eine beträchtliche Zahl, und die geringere Zahl für die Prozesstechnologie bedeutet, dass mehr Transistoren auf derselben Chipfläche untergebracht werden können und gleichzeitig den Betrieb bei niedrigeren Spannungen ermöglichen.
Dies ist von entscheidender Bedeutung für kleine Geräte wie Mobiltelefone, die mit Batterien betrieben werden und nur über begrenzten Platz zur Wärmeableitung verfügen. Aber 2 nm ist nicht die einzige Weiterentwicklung des A20 Pro. Der eigentliche Durchbruch liegt in der grundlegenden Rekonstruktion der „inneren Struktur“ des Chips – von der vertikalen Stapelung bis zum „Side-by-Side“-Design.
Die Wärmeableitungsrevolution der Chipverpackung
Vor dem A20 Pro verwendeten alle Mobiltelefonchips der A-Serie von Apple die PoP-Verpackungstechnologie (Package-on-Package). Es dient dazu, SoC- und DRAM-Speicher vertikal zu stapeln. Der Speicherchip ist wie ein Topfdeckel, der auf den SoC-Topf drückt.
PoP-Verpackungen können den Chip klein und kompakt machen und so wertvollen internen Platz sparen. Aber auch die Kosten liegen auf der Hand. Der Speicher ist direkt auf dem SoC untergebracht, was drei Personen behindert.
Aus diesem Grund wandte sich der A20 Pro einer neuen Verpackungstechnologie zu – WMCM (Wafer-Level Multi-Chip Module, Wafer-Level-Multi-Chip-Modul). Die Technologie war ursprünglich auf den Chips der M-Serie des Mac verfügbar und wird nun erstmals auf das iPhone übertragen.
Die Kernänderung von WMCM ist einfach: Anstatt Speicher auf dem SoC zu stapeln, platzieren Sie sie nebeneinander.
„Dadurch wird die Größe tatsächlich größer, aber wir arbeiten mit dem Systemteam zusammen, um dieses Problem auf Systemebene zu lösen. Da der SoC jetzt direkt mit der VC-Dampfkammer verbunden ist, besteht der Vorteil darin, dass die Wärme einfach abgeführt werden kann.“ Dan Murray fügte hinzu.
Es ist, als ob der Eisentopf (SoC) und der Topfdeckel (DRAM) nebeneinander auf dem Tisch stehen und die Wärme schnell abgeführt werden kann.
Die vier Säulen des iPhone-Thermodesigns
Wenn WMCM die „Form“ des Chips geändert hat, dann hat das von Apple um ihn herum aufgebaute Wärmeableitungssystem wirklich eine qualitative Änderung von „kann Wärme ableiten“ zu „kann Wärme ableiten“ vollzogen.
iPhone 18 Pro Dampfkammer und Akkurückseite, Innenansicht
Banafsheh Barabadi, Senior Manager für thermisches Design bei Apple, fasste das System als „vier Säulen“ zusammen:
1) Direkter SOC-Wärmeableitungspfad, 2) Metall-über-Schaum-Wärmeschnittstellenmaterial, 3) VC-Dampfkammer mit einer Wärmeableitungsfläche, die dreimal so groß ist wie die der iPhone17-Pro-Serie, 4) die branchenweit erste Nano-Zwillings-Kupfer-Display-Rückwandplatine, die in Mobiltelefonen verwendet wird.
„Dank dieser vier Säulen wurde die Dauerkühlleistung erheblich verbessert. Im Vergleich zum iPhone 17 Pro hat sich die Dauerleistung der GPU des iPhone 18 Pro um 40 % verbessert. Im Vergleich zum iPhone 16 Pro hat sich die Dauerleistung fast verdoppelt.“ sagte Banafsheh.
Was bedeutet das? Wenn Sie Spiele mit hoher Auslastung wie „Genshin Impact“ auf Ihrem Telefon ausführen, 4K-ProRes-Videos aufnehmen oder KI-Funktionen auf dem Gerät nutzen, kann das iPhone 18 Pro lange Zeit Spitzenleistung ohne Drosselung aufrechterhalten – etwas, das in der Vergangenheit fast unmöglich war.
Die DNA der M-Serie: plattformübergreifende Technologieintegration
Eine weitere Geheimwaffe des A20 Pro beruht auf seinem „Erbe“ – es stützt sich stark auf die Designerfahrung der Chips der M-Serie auf dem Mac.
„Wir sind ein Chip-Team. Grundmodule wie CPU, GPU und Apple Neural Network Engine werden tatsächlich gemeinsam entwickelt. Dann kann es auf verschiedene Produkte erweitert und auf Apple Watch, iPhone, iPad und Mac verwendet werden.“ Dan Murray stellte vor.
Mit anderen Worten: Die Chips der A-Serie, die Apple in Mobiltelefonen verwendet, und die Chips der M-Serie, die in Computern verwendet werden, sind das Werk einer Gruppe von Menschen.
Konkret verfügt das A20 Pro über mehrere wichtige plattformübergreifende Technologietransplantationen:
Superkerne kommen zum ersten Mal auf das iPhone – diese supergroßen Kerne, die ursprünglich in Macs verwendet wurden, wurden beim A20 Pro neu abgestimmt, um den thermischen und Leistungsbeschränkungen des iPhone gerecht zu werden. Sie bieten eine Desktop-ähnliche Leistung für kurze Arbeitslasten wie Anwendungsstart und Laden von Webseiten.
Duales neuronales Netzwerk-Engine-Design – A20 Pro ist erstmals mit zwei unabhängigen 16-Kern-Neuronal-Engines mit insgesamt 32 Kernen ausgestattet. Sie können unabhängig voneinander arbeiten oder im „Bonding-Modus“ zusammenarbeiten, um einen höheren Durchsatz bei niedrigeren Spannungen zu erreichen. Dies ist von entscheidender Bedeutung für endseitige KI-Workloads wie Siri, Computerfotografie und Bildgenerierung.
Speicherbandbreite um 50 % erhöht – erweitert von der 64-Bit-LPDDR5- auf die 96-Bit-LPDDR5X-Schnittstelle, was einen höheren Datendurchsatz für speicherintensive Arbeitslasten (wie Spiele, KI-Inferenz) bietet.
GPU mit sieben Kernen – Die Grafikleistung ist im Vergleich zur vorherigen Generation um 40 % verbessert. Es ist mit einem GPU-Neuralbeschleuniger der zweiten Generation ausgestattet, um die Bilderzeugungsfähigkeiten weiter zu verbessern.
Diese „vollständig ökologische“ Technologiefreigabe macht den A20 Pro nicht zu einem isolierten Chip, sondern zu einer Erweiterung der gesamten Apple-Hardwaresystemfunktionen auf der mobilen Seite. Es hat auch die KI-Fähigkeiten der iPhone 18 Pro-Serie erheblich verbessert.
Dan Murray erwähnte die zugrunde liegende Denkweise von Apple zu KI: „Nicht alle KI-Workloads haben die gleichen Rechenanforderungen. CPU, GPU und ANE müssen alle einbezogen werden. Das Core AI-Framework hilft Entwicklern, verschiedene KI-Aufgaben der am besten geeigneten Recheneinheit zuzuordnen und die Vorteile jeder Hardwareeinheit voll auszunutzen.“
Unsichtbares Design, sichtbares Erlebnis „Bei Apple sind die Reduzierung der Oberflächentemperatur des Griffbereichs und die Erhöhung der Dauerbelastungsdauer eigentlich zwei Ausdrucksformen desselben Ziels. Denn unser Ziel ist es, den Nutzern bei allen Vorgängen das beste Erlebnis zu ermöglichen.“ - Als wir nach dem Kernziel dieser Generation des thermischen Designs fragten, sagte Banafsheh.
Apples Strategie verfolgt einen zweigleisigen Ansatz: einerseits die Kühlkapazität des Systems zu verbessern und andererseits die Energieeffizienz des Chips zu optimieren.
Alle von Apples zuständigen Teams getroffenen Entscheidungen, von der VC-Dampfkammer der zweiten Generation bis hin zur Verwendung nanoverzwillingter Kupfermaterialien, zielen darauf ab, die Wärme im Griffbereich des Benutzers so schnell wie möglich abzuleiten und gleichzeitig sicherzustellen, dass der Chip genügend Spielraum hat, um eine bessere Dauerleistung zu erzielen.
Innenansicht der Dampfkammer des iPhone 18 Pro vorne
Das Ergebnis dieses Designkonzepts ist, dass das iPhone 18 Pro zwar eine höhere Leistungslast trägt, die Temperatur im Haltebereich des Benutzers jedoch besser kontrollierbar ist. Sie können große Spiele lange Zeit flüssig ausführen, ohne dass die Frequenz sinkt, und Sie werden beim Spielen nicht das Gefühl haben, ein Ei braten zu können
„Was mich am meisten stolz macht, ist, dass der Benutzer tatsächlich unsichtbar ist. Dies ist auch eine der ursprünglichen Absichten unseres Designs.“ Banafsheh sagte über dieses Kühlsystem.
Das ist sehr „Apple“ – sie hoffen, dass sich die Benutzer nicht um den Bereich der VC-Dampfkammern oder die Mikrostruktur von Nano-Zwillingskupfer kümmern. Sie möchten, dass Benutzer nur eines wissen: Dieses Telefon ist wirklich stabil.
Die Produktphilosophie von Apple bestand schon immer darin, Komplexität in Details zu verbergen und das Erlebnis natürlich und reibungslos zu gestalten. Das Gleiche gilt für den A20 Pro – Sie müssen nicht verstehen, was der 2-nm-Prozess bedeutet oder wie WMCM funktioniert. Sie müssen lediglich wissen, dass das Öffnen von Apps schneller geht, Spiele stabiler laufen, Fotos flüssiger aufgenommen werden und die Videobearbeitung nicht mehr hängen bleibt.
Das ist die Essenz des A20 Pro – es ist keine technische Visitenkarte zum Angeben, sondern eine stille und ruhige Revolution im Benutzererlebnis.
Apples technische Stimme
Vom 2-nm-Prozess bis zum WMCM-Gehäuse, von dualen neuronalen Motoren bis hin zu vier großen Wärmeableitungssäulen ist jeder technologische Durchbruch dieser Chipgeneration kein isoliertes Parameterspiel, sondern ein kompletter Satz Systemtechnik.
Hier verbirgt sich auch eine typische „Apple“-Produktlogik: Ausgehend von der Erfahrung, die den Benutzern wirklich wichtig ist, und dann die Nutzung der Fähigkeiten des gesamten Produktsystems, um das Problem zu lösen.
Aus dieser Perspektive ist A20 Pro nicht nur ein technischer Bericht des Apple-Chipteams, sondern auch eine Neudefinition der gesamten Mobile-Computing-Branche. Während das Android-Lager noch über die Planungsstrategie „Ultragroßer Kern + großer Kern + kleiner Kern“ debattiert, hat Apple stillschweigend eine Leistungsarchitektur auf Desktop-Ebene, einen selbst entwickelten KI-Beschleuniger und die branchenweit erste Wärmeableitungslösung in ein Mobiltelefon mit einer Dicke von weniger als 9 mm integriert.
Das ist vielleicht der Grund, warum sich das iPhone 18 Pro so anders anfühlt – es macht den Menschen zum ersten Mal klar, dass ein Mobiltelefon gleichzeitig so schnell und doch so ruhig sein kann.
Und vielleicht kann das nur Apple.
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