الملخص:
يبدو أن شرائح الهاتف المحمول لم تكن مثيرة لفترة طويلة؟ في السنوات القليلة الماضية، كلما انتهى مؤتمر الخريف، يمكننا دائمًا سماع أرقام مثل "نسبة تحسن أخرى"، ولكن غالبًا ما يصعب وصف التجربة وراء هذه الأرقام. اقضِ بضع دقائق إضافية في الجري ويمكنك رؤيتها، ولكن إذا كنت تريد حقًا أن "يشعر" الجميع بها، فستكون دائمًا على مسافة بعيدة. حتى ظهرت شريحة A20 Pro هذا العام.
إنها شريحة تجعلك "تشعر" حقًا بقفزة في الأداء - فهي لا تجلب زيادة مئوية في نتائج التشغيل فحسب، بل إنها ثورة هندسية تعيد تشكيل تجربة الهاتف المحمول بشكل أساسي.
2nm: تفوق المعالجة في الهواتف المحمولة النحيفة والخفيفة
"تسمح لنا عملية 2 نانومتر بزيادة كثافة الترانزستورات، وتحسين كفاءة الطاقة، وتحسين الأداء بشكل أكبر. إنها تجلب تحسينات كبيرة على مستوى النظام بأكمله." قال دان موراي، نائب رئيس شركة Apple لهندسة الرقائق، عند تقديم A20 Pro.
يعد A20 Pro أول هاتف محمول من نوع SoC من Apple يستخدم تقنية المعالجة 2 نانومتر. وهذا رقم كبير، والعدد الأصغر لتكنولوجيا المعالجة يعني أنه يمكن حشر المزيد من الترانزستورات في نفس منطقة الشريحة مع السماح لها أيضًا بالعمل بجهد كهربائي أقل.
إنه أمر بالغ الأهمية بالنسبة للأجهزة الصغيرة مثل الهواتف المحمولة التي تعمل بالبطاريات ولها مساحة محدودة لتبديد الحرارة. لكن 2nm ليس التقدم الوحيد لـ A20 Pro. ويكمن الإنجاز الحقيقي في إعادة البناء الأساسي "للبنية الداخلية" للرقاقة - من التراص العمودي إلى التصميم "جنبًا إلى جنب".
ثورة تبديد الحرارة في تعبئة الرقائق
قبل A20 Pro، كانت جميع شرائح الهواتف المحمولة من السلسلة A من Apple تستخدم تقنية التعبئة والتغليف PoP (Package-on-Package). إنه لتكديس ذاكرة SoC و DRAM عموديًا. تشبه شريحة الذاكرة غطاء الوعاء، حيث تضغط على وعاء SoC.
تغليف PoP يمكن أن يجعل الشريحة صغيرة ومدمجة، مما يوفر مساحة داخلية قيمة. لكن التكلفة واضحة بنفس القدر. يتم وضع الذاكرة مباشرة على شركة نفط الجنوب، الأمر الذي سيعيق ثلاثة أشخاص.
ونتيجة لذلك، تحول هاتف A20 Pro إلى تقنية التعبئة والتغليف الجديدة WMCM (وحدة متعددة الرقائق على مستوى الرقاقة، وحدة متعددة الرقائق على مستوى الرقاقة). تم تمكين هذه التقنية في الأصل على شرائح M-series الخاصة بأجهزة Mac ويتم الآن تقديمها إلى iPhone لأول مرة.
إن التغيير الأساسي لـ WMCM بسيط: فبدلاً من تكديس الذاكرة على SoC، ضعها جنبًا إلى جنب.
"سيؤدي هذا بالفعل إلى زيادة الحجم، ولكننا نعمل مع فريق النظام لحل هذه المشكلة على مستوى النظام. نظرًا لأن SoC الآن متصل مباشرة بغرفة بخار VC، فإن الفائدة هي أنه من السهل تبديد الحرارة." وأضاف دان موراي.
يبدو الأمر كما لو تم وضع الوعاء الحديدي (SoC) وغطاء الوعاء (DRAM) جنبًا إلى جنب على الطاولة، ويمكن تبديد الحرارة بسرعة.
الركائز الأربع للتصميم الحراري لجهاز iPhone
إذا قامت شركة WMCM بتغيير "شكل" الشريحة، فإن نظام تبديد الحرارة الذي أنشأته شركة Apple حولها قد أكمل بالفعل تغييرًا نوعيًا من "يمكنه تبديد الحرارة" إلى "يمكنه تبديد الحرارة".
منظر داخلي لغرفة البخار وخلفية البطارية في iPhone 18 Pro
لخصت بانافشة باربادي، مديرة التصميم الحراري في شركة Apple، النظام في "أربعة ركائز":
1) مسار تبديد الحرارة المباشر من SOC، 2) مادة الواجهة الحرارية المصنوعة من المعدن فوق الرغوة، 3) غرفة بخار VC مع منطقة تبديد حرارة ثلاثة أضعاف مساحة سلسلة iPhone17 Pro، 4) أول لوحة الكترونية معززة للشاشة النحاسية ثنائية النانو في الصناعة تستخدم في الهواتف المحمولة.
"بفضل هذه الركائز الأربع، تم تحسين أداء التبريد المستدام بشكل كبير. بالمقارنة مع iPhone 17 Pro، تحسن الأداء المستدام لوحدة معالجة الرسومات في iPhone 18 Pro بنسبة 40%. ومقارنة مع iPhone 16 Pro، تضاعف الأداء المستدام تقريبًا." قال بانافشه.
ماذا يعني هذا؟ عند تشغيل ألعاب عالية التحميل مثل "Genshin Impact" على هاتفك، أو تصوير مقاطع فيديو بدقة 4K ProRes، أو استخدام ميزات الذكاء الاصطناعي على الجهاز، يمكن لـ iPhone 18 Pro الحفاظ على أعلى أداء لفترة طويلة دون اختناق - وهو أمر كان شبه مستحيل في الماضي.
الحمض النووي لسلسلة M: تكامل التكنولوجيا عبر الأنظمة الأساسية
يأتي سلاح سري آخر لجهاز A20 Pro من "تراثه" - فهو يعتمد بشكل كبير على تجربة تصميم شرائح M-series على أجهزة Mac.
"نحن فريق شرائح. تم تصميم الوحدات الأساسية مثل وحدة المعالجة المركزية (CPU) ووحدة معالجة الرسومات (GPU) ومحرك الشبكة العصبية Apple Neural Network Engine معًا في الواقع. ومن ثم يمكن توسيعها لتشمل منتجات مختلفة واستخدامها على Apple Watch وiPhone وiPad وMac." قدم دان موراي.
وبعبارة أخرى، فإن شرائح السلسلة A التي تستخدمها شركة Apple في الهواتف المحمولة وشرائح السلسلة M المستخدمة في أجهزة الكمبيوتر هي من عمل مجموعة من الأشخاص.
على وجه التحديد، يحتوي A20 Pro على العديد من عمليات زرع التكنولوجيا الرئيسية عبر الأنظمة الأساسية:
تأتي النوى الفائقة إلى iPhone لأول مرة، وقد تمت إعادة ضبط هذه النوى فائقة الضخامة المستخدمة في الأصل في أجهزة Mac في A20 Pro لتلائم القيود الحرارية وقيود الطاقة في iPhone. فهي توفر أداءً يشبه أداء سطح المكتب لأحمال العمل المتقطعة القصيرة مثل بدء تشغيل التطبيق وتحميل صفحة الويب.
تصميم محرك الشبكة العصبية المزدوجة - تم تجهيز A20 Pro بمحركين عصبيين مستقلين مكونين من 16 نواة لأول مرة، بإجمالي 32 نواة. يمكنهم العمل بشكل مستقل أو التعاون في "وضع الترابط" لتحقيق إنتاجية أعلى عند الفولتية المنخفضة. يعد هذا أمرًا بالغ الأهمية لأحمال عمل الذكاء الاصطناعي الطرفية مثل Siri والتصوير الحسابي وتوليد الصور.
تم زيادة عرض النطاق الترددي للذاكرة بنسبة 50% - وتم توسيعه من واجهة LPDDR5 64 بت إلى واجهة LPDDR5X 96 بت، مما يوفر إنتاجية أكبر للبيانات لأحمال العمل كثيفة الذاكرة (مثل الألعاب واستدلال الذكاء الاصطناعي).
وحدة معالجة رسومات سبعة النواة - تم تحسين أداء الرسومات بنسبة 40% مقارنة بالجيل السابق. وهي مجهزة بمسرع عصبي GPU من الجيل الثاني لتعزيز قدرات توليد الصور بشكل أكبر.
إن مشاركة التكنولوجيا "البيئية الكاملة" هذه تجعل شريحة A20 Pro ليست شريحة معزولة، ولكنها امتداد لقدرات نظام أجهزة Apple بالكامل على الجانب المحمول. كما أنها حسنت بشكل كبير قدرات الذكاء الاصطناعي لسلسلة iPhone 18 Pro.
ذكر دان موراي التفكير الأساسي لشركة Apple بشأن الذكاء الاصطناعي: "ليست كل أعباء عمل الذكاء الاصطناعي لها نفس متطلبات الحوسبة. يجب مشاركة كل من وحدة المعالجة المركزية (CPU) ووحدة معالجة الرسومات (GPU) وANE. يساعد إطار عمل Core AI المطورين على تعيين مهام الذكاء الاصطناعي المختلفة إلى وحدة الحوسبة الأكثر ملاءمة وإتاحة الفرصة الكاملة لمزايا كل قطعة من الأجهزة."
تصميم غير مرئي وتجربة مرئية "في Apple، يعد تقليل درجة حرارة سطح منطقة الإمساك وزيادة مدة التحميل المستمرة تعبيرين لنفس الهدف. لأن هدفنا هو السماح للمستخدمين بالحصول على أفضل تجربة عند القيام بجميع العمليات." - وعندما سألنا عن الهدف الأساسي لهذا الجيل من التصميم الحراري، قال بانافشة.
تعتمد استراتيجية Apple على نهج ذي شقين: تحسين قدرة تبريد النظام، وتحسين كفاءة استخدام الطاقة في الشريحة.
تهدف جميع القرارات التي اتخذتها فرق Apple ذات الصلة، بدءًا من الجيل الثاني من غرفة بخار VC إلى استخدام المواد النحاسية المزدوجة النانو، إلى السماح بتبدد الحرارة في منطقة قبضة المستخدم في أسرع وقت ممكن، مع ضمان أن تتمتع الشريحة بهامش كافٍ لتحقيق أداء مستدام أفضل.
منظر داخلي أمامي لغرفة البخار في iPhone 18 Pro
نتيجة مفهوم التصميم هذا هي أنه في حين أن هاتف iPhone 18 Pro يحمل حمل أداء أعلى، فإن درجة حرارة منطقة الإمساك الخاصة بالمستخدم يمكن التحكم فيها بشكل أكبر. يمكنك تشغيل الألعاب واسعة النطاق بسلاسة لفترة طويلة دون فقدان التردد، ولن تشعر أنك تستطيع قلي بيضة أثناء ممارسة الألعاب
"أكثر ما يجعلني فخورًا هو أن المستخدم غير مرئي في الواقع. وهذا أيضًا أحد المقاصد الأصلية لتصميمنا." قال بانفشه عن نظام التبريد هذا.
هذه هي "Apple" للغاية - ويأملون ألا يهتم المستخدمون بمساحة غرف بخار VC أو البنية الدقيقة للنحاس المزدوج النانو. إنهم يريدون أن يعرف المستخدمون شيئًا واحدًا فقط: هذا الهاتف مستقر حقًا.
لطالما كانت فلسفة منتج Apple هي إخفاء التعقيد في التفاصيل، مما يجعل التجربة طبيعية وسلسة. وينطبق الشيء نفسه على هاتف A20 Pro، فأنت لست بحاجة إلى فهم ما تعنيه عملية 2 نانومتر أو كيفية عمل WMCM. كل ما تحتاج إلى معرفته هو أن فتح التطبيقات أصبح أسرع، والألعاب أكثر استقرارًا، ويتم التقاط الصور بسلاسة أكبر، ولم يعد تحرير الفيديو عالقًا.
هذا هو جوهر هاتف A20 Pro - فهي ليست بطاقة عمل فنية للتباهي بها، ولكنها ثورة هادئة في تجربة المستخدم.
صوت شركة Apple الهندسي
من عملية 2 نانومتر إلى تعبئة WMCM، ومن المحركات العصبية المزدوجة إلى أربعة ركائز رئيسية لتبديد الحرارة، فإن كل اختراق تكنولوجي لهذا الجيل من الرقائق ليس لعبة معلمات معزولة، ولكنه مجموعة كاملة من هندسة النظام.
يتم أيضًا إخفاء منطق منتج "Apple" هنا: بدءًا من التجربة التي يهتم بها المستخدمون حقًا، ثم استخدام إمكانات نظام المنتج بأكمله لحلها.
من هذا المنظور، لا يعد A20 Pro مجرد تقرير فني أعده فريق شرائح Apple، ولكنه أيضًا إعادة تعريف لصناعة الحوسبة المحمولة بأكملها. في حين أن فريق Android لا يزال يناقش استراتيجية الجدولة المتمثلة في "النواة الكبيرة جدًا + النواة الكبيرة + النواة الصغيرة"، فقد قامت شركة Apple بدمج بنية الأداء على مستوى سطح المكتب بهدوء، ومسرع الذكاء الاصطناعي المتطور ذاتيًا، وحل تبديد الحرارة الأول من نوعه في الصناعة في هاتف محمول يقل سمكه عن 9 مم.
قد يكون هذا هو السبب وراء شعور iPhone 18 Pro بأنه مختلف تمامًا - فهو يجعل الناس يدركون لأول مرة أن الهاتف المحمول يمكن أن يكون سريعًا جدًا ولكنه هادئ جدًا في نفس الوقت.
وربما شركة Apple وحدها هي القادرة على القيام بذلك.
التعليقات