9月13日，苹果发布了三款新iPhone。与此同时，A12、苹果备受关注的s下一代处理器正式曝光。从苹果官方公布的信息来看，A12非常强大。那么他的表现如何呢？和华为刚刚发布的麒麟980以及安卓之前的旗舰处理器高通骁龙845相比如何？
昨天，外媒AnandTech发布了一篇关于苹果A12处理器的分析文章。AnandTech还引用了TechInsights的苹果A12的拆解图，分析了苹果A12的内部结构，也对A12进行了性能测试。他们认为苹果公司的业绩改善数据美国官方A12保守，这个芯片的实力其实更强。让让我们一起来看看：
苹果A12的内部结构更复杂。
除了性能测试，AnandTech还引用了TechInsights的苹果A12的拆解图，分析了苹果A12的内部结构：
A12内部结构图
上面A12的内部结构图最左边是NPU核心，最右边我们可以看到A12的四个GPU核心，中间是分成四块的系统缓存。A12的六个CPU核心位于上图的中下方，左边是两个Vortex CPU核心，中间是四个大型L2缓存，右下方是四个Tempest CPU核心和它们自己的L2缓存。
A11内部结构图
相比苹果A11芯片的内部结构，A12的内部设计变化很大。NPU核放在最左侧，在SoC中的面积也大增。苹果声称其NPU已经从A11中的双核设计变成了新的8核设计。增加了一个GPU核，A12的GPU占用的面积进一步增加。另外，可以看出A11中的SRAM系统缓存分为两个块，而A12分为四个块，说明这个块的系统缓存性能发生了很大的变化。
总的来说，苹果A12的内部结构相比过去有了很大的变化。AnandTech表示，A12的系统缓存变化是A7推出以来最大的变化。
另外需要补充的是，A12的单个GPU核面积比A11减少了37%。显然，在7nm新制程的加持下，A12可以进一步缩小面积，增加一个额外的GPU核心。
NPU面积增长3.16倍，业绩暴涨。
A12采用了新的TSMC 7nm工艺，A12的晶体管密度有了很大的提高。所以从A12和A11内部各功能模块的面积数据对比来看，A12虽然性能更强，但整体管芯尺寸比10nm的A11小。
2 A11和A11中功能模块面积数据对比
另外可以看到，在7nm工艺下，A12的CPU核和GPU核的面积比10nm的A11要小，但是A12的NPU核的面积是5.79mm，是A11的NPU(1.83mm)的3.16倍。NPU核心面积的激增，加上先进工艺的加持，单位面积的晶体管密度增加，直接导致了NPU性能的激增。
据苹果公司称，A12 s NPU内核8核，具有机器学习、多精度支持和智能计算系统。具体性能方面，相比上一代苹果A11每秒6000亿次运算的计算能力双核NPU，苹果A12 s NPU每秒可执行5万亿次运算(5TFLOPS)，配合ISP、深度引擎、安全舱、文章处理器、文章编码器、内存控制器等重要部件，更加智能化。
此外，机器学习(ML)是神经引擎最重要的功能之一。苹果A12 s CoreML开发库的学习能力是上一代的9倍，但功耗只有上一代的1/10。它的智能不仅体现在Siri功能的灵活性和多样性，还体现在拍摄、AR、游戏(运动跟踪和图形渲染等方面。)和Face ID。
有传言称苹果A11 的NPU内核是基于CEVA IP，但这一传闻并未得到证实，因为苹果不想让外界知道。
新的高速缓存设计
如前所述，A12在系统缓存方面做了很大的改动，A12的一级/二级缓存的大小核CPU也变了。
图片来源：TechInsights苹果A12Die Shot，ChipRebel苹果A11Die Shot
从上图可以看出，A12涡旋CPU核的L1缓存比例是A11的两倍。根据AnandTech s推测，A12的Vortex大核CPU中的L1缓存比A11翻了一倍，从64KB提升到128KB。而Vortex CPU的L2缓存与A11一致。
那么苹果到底是什么的缓存层次结构是什么样的？通过查看不同测试深度下的内存延迟行为，可以清楚地看到L1缓存从64KB增加到了128KB(是一条没有延迟的直线)。然而，AnandTech发现了一个奇怪的现象。在3MB范围内，延迟缓慢增加，直到大约6MB。应该注意，只有在完全随机模式下访问时，才会出现这种行为。在一个小的访问窗口内，延迟曲线在6MB之前是平坦的，当超过6MB时，延迟曲线几乎呈直线上升趋势。此外，AnandTech认为整体系统缓存不仅芯片数量翻倍，容量也从4MB增加到8MB。
在CPU核心方面，从测试来看，似乎A11 的可调用L2缓存的单个CPU内核被限制在512KB，而A12 s增加到1.5MB然而，AnandTech被缓存的电源管理策略欺骗了。可以看到A11 Mistral核延迟，从768KB到1MB有明显的跳跃，而A12核在2MB也可以看到类似的跳跃。实际上，A11 的整个L2缓存s的CPU核心是1MB，而A12 s是2MB。
需要指出的是，缓存的工作原理是，当CPU要读取一个数据时，先从缓存中查找，如果找到，就立即读取并发送给CPU处理；如果没有找到，会以相对较慢的速度从内存中读取，并发送给CPU进行处理。同时将这个数据所在的数据块转移到缓存中，这样以后就可以从缓存中读取整个数据块，不需要再调用内存。
从上面的分析我们可以看出，苹果的缓存系统非常强大。与A11相比，A12系统的缓存大小增加了一倍。实际运行中，CPU核上约有16MB可用缓存层次，远超其他竞争对手。缓存的增加会大大节省CPU直接读取内存的时间，让CPU的处理速度更快，也在一定程度上降低了能耗。
CPU比得上6代酷睿吗？
根据苹果官方公布的信息，A12基于TSMC 7nm工艺，内置六核CPU，包括两个性能核心和四个效率核心。其中，性能核心性能比上一代提升15%，功耗降低40%；而效率内核将功耗降低了50%。
根据AnandTech的测试数据，A12的CPU由两个Vortex 2.5GHz大核和四个1.59GHz Tempest小核组成。
目前主流芯片的能耗比例如下：深灰色为A12，浅灰色为A11，其他为三星9810，骁龙845等。
根据SPECint2006的基准测试数据，A12在上一代设备上的性能比A11高24%。单位能效比(即运行与功耗的对比)提高了12%，但随着内部缓存的增加，功耗也增加了。A11的平均功耗约为3.36W，A12的平均功耗为3.64W
AnandTech s基准测试表明，A12 的内核和架构改进其实比苹果官方公布的更深入。其性能和功耗超过了Exynos9810、骁龙845等安卓阵营常用的芯片。
AnandTech表示，A12与上一代A11和台式机CPU的差距是相当惊人。他们还介绍了苹果如何通过软件调整来提高旧设备的性能。以iPhone 6s的A9为例，CPU最高频率435ms，但iOS 12的时间缩短到80ms，极大地提高了交互式工作负载的性能。A10也做了类似的改进(从400毫秒到210毫秒)，但A11没有变化。
总而言之，AnandTech说A12是一个大变化苹果的处理器，其CPU性能最多可以提升40%。在SPEC2006int测试中，A12的单线程性能甚至优于下变频的Intel Skylake处理器。
GPU性能是骁龙845的两倍。
去年年初，Imagination公开表示，苹果计划在15至24个月内停止在新产品中使用其知识产权。于是，去年苹果A11推出的时候，就有消息称A11的GPU是苹果自己研发的。但实际上，它似乎仍然是基于想象由IP定制的。因为它的内核设计和之前的Imagination Rogue很像。此外，A12的GPU仍然支持PVRTC(PowerVR纹理压缩)，一种专有格式，这意味着GPU可能仍然与想象力的IP相关联。
如今，15个多月过去了，想象力被中国资本收购。所以A12有望采用苹果自主研发的GPU。
图片来源：TechInsights苹果A12Die Shot，ChipRebel苹果A11Die Shot
但G11P(主频1.1GHz以上)的A12 GPU还是和去年的A11 GPU有一些明显的相似之处，其内部的功能块似乎在很大程度上位于相同的位置，构造方式也很相似。
AnandTech表示，苹果在A12 GPU上最大的进步是它现在支持内存压缩，这本身就可以显著提高性能。在桌面领域，像Nvidia和AMD这样的GPU已经支持这项技术很多年了，它甚至可以在不增加内存带宽的情况下提升GPU的性能。同样，智能手机的GPU也需要内存压缩，这不仅是因为移动SoC上的带宽有限，更重要的是因为高带宽要求带来的功耗降低。
比如Arm的AFBC(Frame Cache Compression Technology)技术，一直是业界经常提到的技术。同样，其他制造商如高通甚至Imagination也有自己的相关技术。
所以得益于内存压缩的支持，7nm工艺的加持，以及一个GPU核心的加入，A12的GPU性能确实有了很大的提升。
从苹果公布的数据来看，苹果A12内置4核GPU，性能较上一代大幅提升50%(A11为3核GPU)。
在GPU性能测试方面，AnandTech采用GFXBench阿兹特克废墟场景作为测试基准(2K分辨率)。在高特效下，可以看到A12 GPU的峰值性能比上一代A11提升了61%，是高通骁龙845 GPU的两倍，甚至秒杀了基于麒麟970的华为P20系列。
总结：
从介绍上不难发现，相比之前的A11，A12确实做了很多改进：不仅重新设计了系统缓存(名为A7上市以来最大的变化by AnandTech)，而且CPU内核也有了明显的提升。GPU开始支持内存压缩，NPU大幅升级，都带来了令人印象深刻的性能提升。
