Apple A8 vs Apple A8X

Apple A8

Der Apple A8 ist ein High-End ARM-SoC, der im September 2014 zusammen mit dem iPhone 6 und iPhone 6 Plus vorgestellt wurde. Die CPU-Architektur wurde im Vergleich zum Vorgänger A7 leicht überarbeitet, zudem fällt die Taktrate der beiden 64-Bit-fähigen Rechenkerne mit bis zu 1,4 GHz marginal höher aus. Darüber hinaus integriert der Chip eine PowerVR Series 6 (Rogue) GX6450 Grafikeinheit sowie einen 2x 32 Bit Speichercontroller für LPDDR3-1333 RAM.

Architektur

Apple konnte die bereits extrem hohe Pro-MHz-Leistung der Cyclone-Architektur (Apple A7) nochmals um etwa 10 bis 15 Prozent steigern, was "Cyclone 2" zur mit Abstand IPC-stärksten ARM-Architektur auf dem Markt macht. Über die genauen Design-Änderungen kann bislang nur spekuliert werden; denkbar wären unter anderem vergrößerte Caches und Register sowie eine optimierte Sprungvorhersage. Als ARMv8-Chip kann der A8 genau wie der A7 64-Bit-Daten und -Adressen verarbeiten. 

Performance

Dank der abermals gesteigerten Pro-MHz-Leistung genügen dem Apple A8 zwei Kerne und nur 1,4 GHz Taktrate, um mit anderen High-End-SoCs wie dem Snapdragon 805 oder Tegra K1 mitzuhalten. In den meisten Single-Thread-Anwendungen wie Browser-Benchmarks setzt sich der SoC sogar an die absolute Leistungsspitze, wohingegen die (im Alltag allerdings oftmals weniger wichtige) Multi-Thread-Performance knapp hinter der Konkurrenz zurückbleibt.

Grafiklösung

Die GPU stammt aus der Series 6XT (Rogue) von PowerVR und hört auf den Namen GX6450. Genau wie die PowerVR G6430 integriert auch die GX6450 vier Shader-Cluster, allerdings verfügt nun jeder Cluster über eine größere Anzahl FP16-ALUs (insgesamt damit zwei FP32- und vier FP16-ALUs pro Cluster). Vermutlich taktet Apple die Grafikeinheit recht konservativ auf nur etwa 450 MHz (rund 115 GFLOPS FP32), um die Leistungsaufnahme in einem für Smartphones verträglichen Rahmen zu halten. Unsere Benchmarks sehen die 3D-Leistung klar oberhalb der Adreno 330 im Qualcomm Snapdragon 801, jedoch deutlich hinter der (mutmaßlich energiehungrigeren) Tegra K1 GPU von Nvidia. Damit zählt die GX6450 zu den schnellsten Smartphone-Grafiklösungen des Jahres 2014 und kann auch anspruchsvollste Spiele in hohen Auflösungen flüssig bewältigen.

Leistungsaufnahme

Anders als bisherige Apple-SoCs wird der A8 nicht mehr von Samsung, sondern vom weltgrößten Auftragsfertiger TSMC produziert. Zum Einsatz kommt erstmals ein 20-Nanometer-Prozess, der im Vergleich zum vorherigen 28-Nanometer-Prozess eine weitaus höhere Packdichte – rund zwei Milliarden Transistoren auf 89 mm² Fläche – erlaubt. Die Leistungsaufnahme des Chips dürfte auf dem Niveau anderer High-End-SoCs, z. B. von Qualcomm, liegen.

Apple A8X

Der Apple A8X ist ein High-End Triple-Core ARM-SoC, der im Oktober 2014 zusammen mit dem iPad Air 2 vorgestellt wurde. Die CPU-Architektur wurde im Vergleich zum Vorgänger A7 leicht überarbeitet, zudem integriert der Chip nunmehr drei Prozessorkerne mit einer etwas höheren Taktrate von 1,5 GHz (A7: 2 Kerne, 1,4 GHz). Darüber hinaus verfügt der Chip über eine PowerVR GXA6850 Grafikeinheit (Series 6XT) sowie einen 128 Bit breiten LPDDR3-Speichercontroller.

Architektur

Apple konnte die bereits extrem hohe Pro-MHz-Leistung der Cyclone-Architektur (Apple A7) nochmals um etwa 10 bis 15 Prozent steigern, was "Cyclone 2" zur mit Abstand IPC-stärksten ARM-Architektur auf dem Markt macht. Über die genauen Design-Änderungen kann bislang nur spekuliert werden; denkbar wären unter anderem vergrößerte Caches und Register sowie eine optimierte Sprungvorhersage. Als ARMv8-Chip kann der A8X genau wie der A7 64-Bit-Daten und -Adressen verarbeiten.

Performance

Im Vergleich zum Vorgängermodell Apple A7 bietet der A8X eine um etwa 20 bis 70 Prozent höhere Performance. Insbesondere Multi-Thread-Benchmarks legen durch den dritten CPU-Kern deutlich zu, aber auch die Single-Thread-Performance wurde leicht verbessert. Im Geekbench 3 ist der A8X Ende 2014 der schnellste ARM-SoC überhaupt, allerdings profitiert der Chip dabei auch von der unter iOS bereits implementierten 64-Bit-Unterstützung. Rechnet man diese heraus, dürfte Nvidias konkurrierender Dual-Core-SoC Tegra K1 (Denver) zumindest bei Auslastung nur eines Kernes knapp in Führung bleiben.

Grafikeinheit

Entgegen ersten Spekulationen, die von einer 6-Cluster-GPU namens PowerVR GX6650 berichteten, integriert der A8X wohl sogar eine 8-Cluster-Lösung auf Basis der IMG Series 6XT (Rogue).

Da von IMG offiziell keine Grafikeinheit mit diesen Spezifikationen angeboten wird, scheint Apple die GX6450 (4 Cluster) des Smartphone-SoCs Apple A8 (iPhone 6, iPhone 6 Plus) schlicht verdoppelt zu haben – man könnte demzufolge auch von einer GX6450MP2 sprechen. Anandtech hat alternativ dazu die Bezeichnung PowerVR GXA6850 eingeführt.

Jeder der 8 Cluster verfügt über zwei TMUs und 32 FP32-ALUs, sodass sich bei einer geschätzten Taktrate von 450 MHz eine Rechenleistung von etwa 230 GFLOPS (FP32) ergibt. Ende 2014 zählt die GXA6850 mit knappem Vorsprung auf Nvidias Tegra K1 zu den schnellsten Tablet-GPUs auf dem Markt. Auch anspruchsvollste Spiele und hochauslösende Displays werden ohne Probleme bewältigt. Die GPU unterstützt unter anderem OpenGL 3.x/4.x, OpenGL ES 3.0 sowie DirectX 10.

Leistungsaufnahme

Anders als bisherige Apple-SoCs werden der A8 und A8X nicht mehr von Samsung, sondern vom weltgrößten Auftragsfertiger TSMC produziert. Zum Einsatz kommt erstmals ein 20-Nanometer-Prozess, der im Vergleich zum vorherigen 28-Nanometer-Prozess eine weitaus höhere Packdichte erlaubt (A8X: rund 3 Milliarden Transistoren laut Apple). Die Leistungsaufnahme des Chips dürfte auf dem Niveau anderer High-End Tablet-SoCs, z. B. von Qualcomm, liegen.