Apple Silicon (в официальном варианте второе слово пишется со строчной; ранее Apple Ax) — серия процессоров (система на кристалле), разработанных компанией Apple и используемых в компьютерных устройствах Apple: мобильных (iPhone, iPad, iPod, Apple Watch), телевизионной приставке Apple TV, компьютерах Mac и в гарнитуре смешанной реальности Apple Vision Pro. В этих процессорах используются микропроцессорные ядра с архитектурой ARM. Старший вице-президент Apple Inc по аппаратным технологиям Джони Сруджи с 2008 года возглавляет разработку и проектирование микропроцессоров серии Apple Ax. C 10 ноября 2020 года компания Apple начала переход на процессоры Apple silicon вместо использования ЦП компании Intel в компьютерах Mac; по состоянию на середину 2023 года все модели Mac были переведены на Apple silicon.
Apple A
Apple A4
Apple A4 является микросборкой типа (PoP), разработанной Apple и производящейся компанией Samsung. В основе чипа лежит микропроцессорное ядро общего назначения ARM Cortex-A8 и графический сопроцессор PowerVR. A4 был представлен публике в 2010 году как основной процессор планшетного компьютера Apple iPad; позже также был использован в смартфоне iPhone 4, четвёртом поколении музыкальных плееров iPod Touch и во втором поколении Apple TV. Во втором поколении планшетов iPad, выпущенных в следующем году, чип был заменен на Apple A5.
Первая версия работала на частоте 1 ГГц (в iPad) и содержала ядро ARM Cortex-A8 вместе с GPU PowerVR SGX 535, изготовлялась на 45-нм техпроцессе Samsung. При установке в iPhone 4 и iPod Touch (четвёртого поколения) тактовая частота была снижена до 800 МГц; тактовая частота чипа, использованного в Apple TV, не уточнялась.
Считается, что производительность ядра Cortex-A8, примененного в A4, была увеличена компанией Intrinsity (которая в апреле 2010 года была приобретена Apple за 120 миллионов долларов США) в сотрудничестве с Samsung. Полученное ядро, названное «Samsung Hummingbird», может работать на значительно более высоких тактовых частотах, чем другие реализации Cortex-A8, оставаясь при этом полностью совместимым. Среди других улучшений стоит отметить увеличенный кэш L2. Такое же ядро Cortex-A8 использовалось в СнК Samsung S5PC110A01. Видеоускоритель SGX535 в A4 потенциально может обрабатывать 35 миллионов полигонов в секунду и 500 миллионов пикселей в секунду.
Кристалл процессора A4 не содержит оперативной памяти, но может использоваться в микросборках PoP. В iPad и iPod Touch 4-го поколения и в Apple TV 2-го поколения на процессор установлено два кристалла памяти DDR SDRAM с малым энергопотреблением объёмом в 128 мегабайт каждый (256 мегабайт всего). В iPhone 4 использовалось два кристалла по 256 МБ (всего 512 МБ). Оперативная память подключалась к процессору по 64-разрядной шине ARM ABMA 3 AXI. Новая шина имеет в два раза большую ширину, чем шины, использовавшиеся ранее в основанных на ARM 11 и ARM 9 устройствах Apple. Это потребовалось из-за более высоких требований графики в iPad.
Apple A5
Apple A5 представляет собой микросборку (PoP), разработанную Apple и производимую Samsung. Процессор был представлен как часть планшетного компьютера iPad 2 в марте 2011 года, а затем — смартфона iPhone 4S (последовательность обновлений совпала с таковой для A4: сначала — в iPad, затем — в iPhone 4 и потом — в iPod touch).
Процессор A5 содержит два ядра ARM Cortex-A9 с поддержкой SIMD-расширений NEON и двухъядерный графический ускоритель PowerVR SGX543MP2 с производительностью 70-80 миллионов полигонов в секунду и темпом заливки пикселей в 2 миллиарда в секунду. Apple указала тактовую частоту A5 в 1 ГГц на странице технических спецификаций iPad 2, хотя возможная динамическая подстройка частоты для экономии заряда батареи. Процессор, использованный в iPhone 4S, работает на частоте 800 МГц.
Apple объявила, что процессор A5 в два раза более производителен, чем A4, и что встроенный графический ускоритель имеет до 9 раз более высокую производительность. Микросборка A5 содержит 512 мегабайт оперативной памяти LPDDR2. Стоимость процессоров A5 на момент начала производства оценивается на 75 % выше стоимости A4.
Изначально производился по техпроцессу 45 нм (модель S5L8940). Объявленные 7 марта 2012 года Apple TV третьего поколения и обновленная версия iPad 2 (обозначаемая iPad2,4) содержат более новую 32-нм модель процессора A5. Одно из ядер чипа отключено в Apple TV. На корпусе процессора имеется метка APL2498, в программном обеспечении чип имеет обозначение S5L8942. Вариант на 32 нм позволяет на 15 % дольше использовать веб-браузер, на 30 % дольше играть в 3D игры и примерно на 20 % дольше просматривать видео от одного заряда батареи, по сравнению с 45-нм моделью.
Apple A5X
Apple A5X был анонсирован 7 марта 2012, вместе с 3-м поколением планшетных компьютеров iPad 3. Данная система на кристалле имеет четырёхъядерный графический ускоритель PowerVR SGX543MP4 вместо ранее использовавшегося двухъядерного. Также используется четырёхканальный контроллер оперативной памяти, который предоставляет пропускную способность до 12,8 ГБ/с, примерно в три раза более высокую, чем в A5. Из-за новых ядер графики и каналов памяти кристалл имеет очень большую площадь, 163 мм², что, к примеру, в два раза больше, чем у Nvidia Tegra 3. Большую часть площади занимает графический сопроцессор. Тактовые частоты двух ядер ARM Cortex-A9 остались на уровне в 1 ГГц, как и в A5. В отличие от предыдущих процессоров оперативная память в системах на базе A5X устанавливается в виде отдельных микросхем, а не как часть микросборки PoP.
Apple A6
Процессор Apple A6 был анонсирован 12 сентября 2012 года, одновременно с iPhone 5. Он имеет на 22 % меньшую площадь кристалла, в два раза более быстрый графический ускоритель и потребляет меньше энергии, чем 45-нм Apple A5.
Процессор использует модифицированный набор команд ARMv7s, и это означает, что процессорное ядро является не лицензируемым ядром ARM, а собственной разработкой, сходной с ARM Cortex; аналогичные ядра проектирует Qualcomm (СнК Snapdragon, ядро Krait). Поддержка расширений VFPv4 позволяет предположить, что процессорное ядро относится к классу Cortex-A15. Графический ускоритель — трёхъядерный PowerVR SGX543MP3 на частоте 266 МГц.
Apple A6X
Процессор Apple A6X был представлен в октябре 2012 года вместе с iPad 4. Он имеет два ядра Swift, как и A6, но, в отличие от него, работает на более высоких тактовых частотах — до 1,4 ГГц и имеет 4-ядерный графический ускоритель модели PowerVR SGX554MP4iPad 4 GPU Performance Analyzed: PowerVR SGX 554MP4 Under the Hood // Anandtech, Anand Lal Shimpi, 02-11-2012 «A6X … integrates two of Apple’s new Swift cores running at up to 1.4GHz… The A6X moves to a newer GPU core: the PowerVR SGX 554.».
Apple A7
Процессор Apple A7 был представлен 10 сентября 2013 вместе с iPhone 5S и является первым 64-битным мобильным процессором на ARM-архитектуре. Система команд — ARMv8.
Apple A8
Процессор Apple A8 был представлен 9 сентября 2014 вместе с iPhone 6 и является очередным 64-битным мобильным процессором на ARM архитектуре. Система команд — ARMv8.
Apple A8X
Процессор Apple A8X был представлен 16 октября 2014 года вместе с iPad Air 2Apple Introduces iPad Air 2—The Thinnest, Most Powerful iPad Ever // Apple, 2014-10-16. Система команд — ARMv8.
Apple A9
Процессор Apple A9 был представлен в сентябре 2015 года вместе с iPhone 6s/iPhone 6s Plus. Позже использовался в iPad (5-го поколения) и iPhone SE. Производился в двух вариантах — по техпроцессу 14 нм FinFET Samsung и 16 нм FinFET TSMChttp://www.anandtech.com/show/9665/apples-a9-soc-is-dual-sourced-from-samsung-tsmc ], AnandTech, September 28, 2015 «In which case the two chips are made on versions of Samsung’s 14nm FinFET and TSMC’s 16nm FinFET processes respectively.». Содержит 2 процессорных ядра с 64-битной архитектурой ARMv8-A, микроархитектурой Twister.
Apple A9X
Процессор Apple A9X был представлен в ноябре 2015 года вместе с iPad Pro c 12,9-дюймовым экраномMore on Apple’s A9X SoC: 147mm2@TSMC, 12 GPU Cores, No L3 Cache // AnandTech, November 30, 2015.
Содержит 2 процессорных ядра с 64-битной архитектурой ARMv8-A, микроархитектурой Twister.
Apple A10
Процессор Apple A10 был представлен 7 сентября 2016 года вместе с iPhone 7/iPhone 7 Plus. Также позже начал использоваться в iPad (6-го поколения) и iPad (7-го поколения). В нём используется 4 процессорных ядра, два из которых являются высокопроизводительными, другие два — энергоэффективными. Содержит порядка 3,3 млрд транзисторов.
Apple A10X Процессор Apple A10X Fusion был представлен вместе с iPad Pro 12,9 (2го поколения) и является улучшенным Apple A10 Fusion. Имеет 6 ядер, 3 — hurricane и 3 — zephyr. GPU используется 12-ядерный PowerVR GT7600+ с частотой 1ггц.
Apple A11
Процессор Apple A11 был представлен 12 сентября 2017 вместе с iPhone 8, iPhone 8 Plus и iPhone X.
Содержит 6 вычислительных ядер, из которых 2 ядра являются производительными, а 4 — энергоэффективными. Используется 4,3 млрд транзисторов, изготовленных на 10-нм техпроцессе FinFET от TSMC.
Впервые используется встроенная графика собственного производства (вместо решений от PowerVR).
Apple A12
Процессор Apple A12 был представлен 13 сентября 2018 вместе с iPhone XS, iPhone XS Max, iPhone XR. Позже были выпущены на этом процессоре iPad mini 5, iPad Air 3 и iPad 8
Содержит 6 вычислительных ядер, из которых 2 ядра являются производительными, а 4 — энергоэффективными. Используется 6,9 млрд транзисторов, изготовленных на 7-нм техпроцессе от TSMC.
Apple A12X
Процессор Apple A12X был представлен 30 октября 2018, вместе с iPad Pro третьего поколения.
Содержит 8 вычислительных ядер, из которых 4 ядра являются производительными и 4 — энергоэффективными. Используется 10 млрд транзисторов, изготовленных на 7 нм техпроцессе от TSMC.
Apple A12Z
8-ядерный ARM-микропроцессор 2020 года, применяется в iPad Pro (2020) и в ARM Mac mini DTK.
Apple A13
Apple A13 Bionic — модель осени 2019 года, 6-ядерный процессор ARM, использует 2-й вариант 7-нанометрового техпроцесса TSMC. Содержит 8,5 млрд транзисторов.
Apple A14
Apple A14 Bionic — модель осени 2020 года, 6-ядерный процессор ARM, используется новый 5-нанометровый техпроцесс TSMC. Содержит 11,8 млрд транзисторов.
Apple A15
Apple A15 Bionic — модель осени 2021 года, в состав системы входит 64-битный 6-ядерный ARM-микропроцессор, которая изготовлена по 5 нм нормам техпроцесса.
Apple A16
Apple A16 Bionic — модель осени 2022 года, в состав системы входит 64-битный 6-ядерный ARM-микропроцессор и 5-ядерный GPU, которая изготовлена по 4 нм нормам техпроцесса и содержит 16 млрд транзисторов.
Apple A17 Pro
Apple A17 Pro — модель осени 2023 года, в состав системы входит 64-битный 6-ядерный ARM-микропроцессор и 6-ядерный новый GPU, которая изготовлена по 3 нм нормам техпроцесса и содержит 19 млрд транзисторов.
Apple A18 / Apple A18 Pro
Apple A18 и Apple A18 Pro — модели осени 2024 года.
Apple A19 / Apple A19 Pro
Apple A19 и Apple A19 Pro — модели осени 2025 года.
Apple A20 Pro
Apple A20 Pro — модели осени 2026 года. Является одним из первых процессоров, построенных на 2-нм техпроцессе.
Список процессоров Apple Ax Название Модель Изображение Техпроцесс Площадь кристалла Набор инструкций CPU Кеш процессора GPU Технология памяти Представлен Используется в устройствах A4 APL0398 45 нм 53,3 мм² ARMv7 0,8—1,0 ГГц, одно ядро ARM Cortex-A8 L1 32+32 КБ L2: 512 КБ PowerVR SGX535, 200—250 МГц (1,6—2 GFLOPSC одинарной точностью.) 32-разрядная двухканальная LPDDR, 200 МГц (3,2 ГБ/с) март 2010
A5 APL0498 45 нм 122,2 мм² 0,8—1,0 ГГц, два ядра ARM Cortex-A9 L1: 32+32 КБ L2: 1 МБ PowerVR SGX543MP2, два ядра, 200—250 МГц (12,8—16 GFLOPS) 32-разрядная двухканальная LPDDR2, 400 МГц (6,4 ГБ/с) март 2011 iPad 2