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3nm首秀翻车了吗？APPLE A17到底"Pro"在哪？

DIY 编辑：孙奥睿发布于：2023-09-13 17:59 PConline原创

　　北京时间9月13日凌晨1点，一年一度的果粉春晚拉开帷幕，虽然这个果粉春晚真的越来越“春晚”，但仍然充斥了不少能让科技爱好者惊喜、振奋的点，其中最让人期待的便是A系芯片的例行更新，自从iPhone4的苹果自研A4芯片开始，A系芯片都在以其领先的制程、先进的架构以及越来越好的效能表现征服着移动Soc领域，其中有不少经典之作，让其他处理器望尘莫及。

　　今年的例行更新中，A17也如约而至，iPhone15Pro系列首发了采用了台积电N3工艺的A17 Pro芯片，这也是苹果第一次在A系芯片中使用Pro后缀，那么这款Pro的Soc Pro在哪里呢？第一款采用3nm制程的芯片能够给我们带来怎么样的惊喜呢？对比前几代产品，A17 Pro有什么创新的亮点呢？让我们一起来看：

　　从苹果给出来的简单微架构来看，A15、A16，甚至是最新的A17 PRO三者微架构上的改变并不算多，主架构仍是2大性能核心+4小能效核心，5～6个GPU核心，以及16个神经网络引擎，大致上三者的变化并不大。

　　于是我们根据Wiki百科目前公开的资料整理了A17 PRO、A16与A15三者规格的对比。先从工艺来看，A15采用的是N5P工艺，而A16虽然同样是5nm，但是其密度更高，所以称之为N4P。A17 PRO则采用了全新的N3制程，因此其内部的晶体管数量也上升到了19 Billion。而其他的规格由于信息仍未公开，所以我们目前也很难了解到。但是GPU增加1Core、神经网络算力提升到35TOPS、内置USB 3控制器，以及支持AV1解码这些亮点优势也是较为明显的。

　　先来总结一下A17 PRO提升亮点就是：GPU增加1Core，达到6个GPU核心数量，性能提升20%；同时A17 PRO还支持光线追踪技术，是上代A16的4倍性能；而CPU核心数量同为2+4混合核心的组合，为我们带来了10%性能提升；最强的其实是神经网线（NPU）这方面，同样是16个核心，但性能提升却是200%，看来苹果低调地把神经网络引擎性能提升上去了。

TSMC 3nm制程

　　APPLE官方证实了较早前网络上就已经流传A17 SOC将会是采用TSMC 3nm制程的芯片，虽然我们目前无法了解到这A17 PRO用的是N3B工艺，还是最新升级的N3E工艺（良品率更好），但划重点是苹果占据了绝大部分TSMC 3nm制程的初期订单，其中包括未来的M3芯片。

图源：Anandtech

　　那3nm制程有何优势呢？根据外媒Anandtech早期整理的TSMC制程对比表来看，N3相比N5在同功耗情况下能带来10%～15%性能，在相同的频率下功耗能降低25%～30%，能耗比提升还是相当明显。同时在同一个芯片物理面积的情况下，N3相比N5晶体管密度提升1.7倍，也意味着同面积下可以容纳下更多的晶体管数量。

　　工艺带来的提升往往就是晶体管数量的增加，相比A16的16 Billion，A17 PRO晶体管数量为19 Billion，只增加3 Billion其实还真不算太多，毕竟A17 PRO增加的功能亮点可不少呢。

　　当然APPLE不会与NVIDIA一样提供详细的核心DIE图，架构图之类的，常规化的解释了每个SOC中带有什么样的功能模块，每个功能模块作用与提升多大。

　　核心方面提升较为明显的是2个性能核心提升了10%，当然也有细微核心优化与改进；而4个能将核心被定义为超高能讲的移动处理器，这部分主要仍是工艺带来的能耗比提升为主，因此APPLE强调了能效核心的性能功耗比竞争对手高3倍。至于竞争对手是高通还是哪家的，这里就不过分解读。

神经网络算力

　　A17 PRO神经网络算力提升到了35TOPS是相当夸张的，要知道同样是16 Cores的A16神经网络算力只有17TOPS，两倍提升还真的相当的夸张。但从晶体管数量来说，2倍的提升应该是从单元架构层面上的，若不然同单元架构情况下提高频很难能够获得2倍性能提升。

　　题外话，这样来看，或者未来的APPLE M3芯片也将会在神经网络单元上有着较大的提升。

　　为了应对越来越多的流媒体以及视频平台支持AV1格式，A17 PRO内置了AV1视频的硬件解码器，这也与之前的AVFoundation框架相响应，这样我们iOS系统中就具备AV1硬解码能力，手机就能直播硬解播放AV1格式视频。

　　不单是处理器的型号A17 PRO带上PRO，其GPU单元也是Pro-class GPU的命名方式，虽然说这有一部分的营销因素在内，但是A17 PRO处理器中的GPU性能提升是实在的，6个GPU核心，20%性能提升；而这部分的提升相信同样是工艺进步以及核心数量带来的，以使得其能效比提升。

　　A17 PRO处理器中GPU的另外一个提升是加入了网格着色器，以及更强的光线追踪能力（4倍于A16处理器），如APPLE官方展示的内容一样，硬件支持光线追踪技术能带来更高的流畅度，进一步提升游戏体验。

内置USB 3控制器

　　最后自然是这次比较吸引各位数码玩家的内置USB 3控制器，这也是首颗APPLE内置USB3控制器的SOC，物理接口也是从雷电换成了TYPE-C接口，接口带宽从原来USB2.0 480Mbps直接提升到了10 Gbps。另外一个问题就是充电功率能达到什么样级别的，之前C2L为PD 18W，那么现在USB3之后或者30W以上不是梦。

编辑点评

　　A17 PRO这个可以说是Apple silicon的另外一个起点，虽然CPU与GPU部分其实更多的是来自先进的TSMC N3工艺带来的提升，但是神经网络单元的翻倍提升将会成为未来Apple在移动处理器的图像处理、光线追踪，以及未来的Ai单端运算中占据比较大优势。另外内置USB 3控制器比单纯的更换物理Type-C接口来得更为意义重大，10Gbps的传输速度或者会成为更多内容制作者喜欢的生产力工具。