Cómo el chip A18 Pro del iPhone potenciará la revolución de la inteligencia artificial de Apple

Cuando se lance la línea iPhone 16 este septiembre, esperamos que traiga un nuevo procesador de la serie A. Como ha sido el caso en los últimos años, los modelos “Pro” de gama alta obtendrán un nuevo procesador, mientras que es probable que los modelos iPhone 16 no-Pro reciban una versión del chip A17 Pro encontrado en el iPhone 15 Pro de este año.

Como hacemos cada año, analizaremos la historia y el rendimiento de los procesadores de la serie A de los últimos años, junto con los rumores recientes y las tendencias generales de la industria, para anticipar lo que podríamos esperar del nuevo silicio de iPhone de Apple este otoño. Como siempre, todo esto es pura especulación; Apple es una empresa famosa por su secretismo y los detalles sobre sus productos a menudo no se revelan por completo hasta que se lanzan.

¿”Pro” o no “Pro”?

El año pasado, Apple introdujo lo que podría ser una novedad en el patrón de actualización esperado. Cambiando el nombre de “A17 Bionic” a “A17 Pro” por primera vez, la implicación es que habría un nuevo chip no-Pro en cada generación también. Eso aún no ha ocurrido, pero podríamos ver algo diferente este año.

Hay tres posibilidades probables sobre lo que Apple puede hacer además de crear un nuevo A18 Pro para el iPhone 16 Pro y Pro Max:

  1. Hacer un nuevo A18 para el iPhone 16 y 16 Plus regulares que es esencialmente el A17 Pro con un nombre nuevo. Puede haber diferencias técnicas menores, pero el rendimiento y las características serían iguales al A17 Pro.
  2. Crear un chip A18 recién diseñado para los iPhones no-Pro. Está basado en la misma arquitectura que el A18 Pro pero con un rendimiento menor en algunas áreas (quizás debido a una velocidad de reloj más baja o a un recuento de núcleos activos reducido).
  3. Seguir usando el A17 Pro para el iPhone 16 y 16 Plus; el A18 Pro es el único chip “nuevo” de iPhone este año. Esto es lo que Apple hizo en las generaciones del iPhone 14 y 15.

Es difícil decir cuál es más probable, solo que el chip de gama alta probablemente volverá a llevar el nombre “Pro” en lugar de “Bionic” y se lanzará solo en los modelos iPhone 16 Pro. Hemos escuchado rumores de que el chip de gama baja en el iPhone 16 se llamará “A18” este año, pero aunque eso sea cierto, no sabemos si será un chip verdaderamente nuevo o simplemente una reedición del iPhone 17 Pro. Ya escuchamos rumores similares el año pasado que no se cumplieron.

Nuestro análisis aquí está enfocado en el A18 Pro, lo que asumimos que Apple llamará la versión de gama alta del chip que alimenta los iPhones de este año.

Todavía usando un proceso de 3nm

El A17 Pro fue el primer chip de consumo de mercado masivo en usar un proceso de fabricación de 3nm. Y aunque TSMC está en camino de lanzar los chips de 2nm que vienen después, no esperamos ver un producto de Apple que use ese proceso hasta el próximo año como mínimo. Por lo tanto, el A18 Pro se fabricará nuevamente con el proceso de 3nm de TSMC.

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El proceso de 3nm utilizado para el A17 Pro se conoce como N3, y como la primera iteración de la tecnología de 3nm de TSMC fue bastante costoso. La compañía tiene un nuevo proceso conocido como N3E, que es mucho más fácil de fabricar a gran escala. Debería ser ligeramente más eficiente energéticamente que el proceso original N3, pero también ligeramente menos “denso”, lo que significa que un chip construido con N3E sería ligeramente más grande que un chip idéntico hecho con N3.

Hay rumores de que el A18 Pro será un chip físicamente más grande que el A17 Pro—el cambio a N3E puede ser una razón, pero esperamos que Apple también incremente el recuento de transistores a más de 20 mil millones (el A17 Pro es un chip de 19 mil millones de transistores). Para ponerlo en perspectiva, se estima que un procesador de computadora portátil Intel moderno de la generación “Raptor Lake” tiene un recuento de transistores de alrededor de 26 mil millones, mientras que el chip de la GPU de escritorio Nvidia GeForce 4090 RTX de gama alta es un chip de 74 mil millones de transistores.

El rendimiento de la CPU probablemente mejorará

Todos los rumores se han centrado en el rendimiento de la IA, ¿y por qué no cuando ese es el tema candente del día? Pero Apple siempre se preocupa por el rendimiento de la CPU, y comparte diseños de núcleos entre sus chips A-series de iPhone/iPad y sus chips M-series de Mac (y iPad Pro).

Simplemente echa un vistazo a este gráfico del rendimiento de un solo núcleo de Geekbench 6 para los chips de iPhone desde el A11.

Lo que me sorprende más es lo constante que ha aumentado el rendimiento de un solo núcleo. Hemos estimado el rendimiento del A18 continuando la tendencia de los últimos chips, y nos da un puntaje de Geekbench 6 de un solo núcleo de casi 3,200. Eso es apenas un poco más rápido que un Intel Core i9-13900KS, una CPU de escritorio de gama alta.

Por supuesto, las potentes CPUs de escritorio y portátiles tienen muchos más núcleos que un procesador de teléfono. Creemos que el A18 Pro tendrá la misma configuración de núcleos que la mayoría de los chips A-series recientes: dos núcleos de rendimiento y cuatro núcleos de eficiencia.

Núcleos más rápidos, caché y memoria harán subir la puntuación multi-núcleo incluso si Apple usa el mismo número de núcleos. Hemos visto una tendencia de rendimiento bastante constante para el rendimiento multi-núcleo también, y no esperamos que eso cambie repentinamente. Una puntuación multi-núcleo de más de 8,200 colocaría al A18 Pro en el mismo territorio que una CPU de portátil Intel o AMD de gama media de hace unos tres años.

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El rendimiento de la GPU siempre aumenta

Al usar el moderno benchmark 3DMark Wild Life en modo Ilimitado, obtenemos una buena idea de cuánto ha mejorado el rendimiento de la GPU con el tiempo. Las tasas de frames se han cuadruplicado desde los días del iPhone X. No es tan constante como el rendimiento de la CPU; algunos años el aumento es del 10 por ciento o menos y en otros años se acerca al 30 por ciento.

No tenemos motivo para creer que el rendimiento de la GPU no será mejor esta vez también, aunque los rumores dicen que Apple no está añadiendo más núcleos GPU. Las eficiencias arquitectónicas pueden llegar muy lejos. Nuestra suposición es una mejora del 10-15 por ciento en el rendimiento real del CPU.

La prueba 3DMark Solar Bay pone a prueba el rendimiento del trazado de rayos, por lo que se ven tasas de frames mucho más bajas en general.

El rendimiento dio un gran salto con el A17 Pro en esta prueba porque Apple agregó hardware para acelerar el trazado de rayos. Puede haber algunas mejoras este año, pero no creemos que se pueda esperar un salto similar en esta prueba en el A18 Pro—de nuevo, probablemente veremos un aumento del 10-15 por ciento.

El Motor Neurológico podría recibir una gran actualización

El Motor Neurológico es el nombre de Apple para su NPU o “Unidad de Procesador Neuronal”—hardware especializado diseñado para ejecutar de manera óptima redes neuronales para aprendizaje automático, aprendizaje profundo y software de IA de la misma manera que la GPU está diseñada para el procesamiento gráfico.

Se dice que Apple está totalmente comprometido con la IA este año, con grandes características de IA llegando a iOS 18 y a la línea de iPhone 16. Creo que eso significa que podemos esperar una gran mejora en el rendimiento del Motor Neurológico.

Pero el Motor Neurológico ha estado mejorando a un ritmo regular desde que se introdujo en el A11 (encontrado en el iPhone 8 y iPhone X). Ese primer Motor Neurológico podía realizar 600 mil millones de operaciones por segundo, mientras que el Motor Neurológico del A17 Pro se dice que puede manejar 35 billones de operaciones por segundo (TOPS).

Así es como ese aumento en el rendimiento con el tiempo se ha manifestado en el rendimiento utilizando el nuevo benchmark GeekBench ML, que apunta solo al NPU.

GeekBench ML es un benchmark relativamente nuevo, solo en la versión 0.6, que ejecuta una serie de tareas de aprendizaje automático como reconocimiento de imágenes, clasificación de objetos, super resolución de imágenes y procesamiento de lenguaje para evaluar el rendimiento de CPUs, GPUs y NPUs. Al ejecutar la prueba solo en el Motor Neurológico, vemos una mejora de más de 8 veces en los últimos seis años, y un aumento promedio anual de aproximadamente el 20%.

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Es importante destacar que la puntuación no se duplicó de la generación A16 a A17 a pesar de que Apple dijo que el rendimiento del Motor Neurológico pasó de 17 TOPS a 35 TOPS. Las especificaciones de rendimiento máximo reclamadas a menudo no coinciden con los números de rendimiento del mundo real.

El Motor Neurológico de Apple ya ofrece un rendimiento mucho mejor que competidores como la NPU en el Snapdragon 8+ gen 1 (alrededor de 2,800 puntos dependiendo del teléfono en el que se encuentre) o el Tensor G3 de Google (menos de 2,400 puntos). Simplemente tomando los incrementos de rendimiento pasados y proyectándolos hacia adelante, obtendríamos una puntuación de casi 4,100 puntos y una ventaja dominante sobre la mayoría de los competidores.

Sin embargo, creo que podemos ignorar de manera segura este gráfico para el A18 Pro. Los rumores recientes sugieren que Apple dedicará más silicio al Motor Neurológico y buscará un gran impulso de rendimiento para poder impulsar características de IA más avanzadas completamente en el dispositivo. No me sorprendería si Apple promocionara un número realmente grande para su Motor Neurológico este año—más de 50 TOPS es casi seguro—y podríamos ver una puntuación de Geekbench ML más cercana a 5,000.

RAM, 5G y más

Por supuesto, hay más en el A18 Pro que la CPU, la GPU y el Motor Neurológico. Luego hay chips relacionados que no son técnicamente parte del A18 Pro pero que siguen siendo importantes para los usuarios de iPhone, como el módem celular.

El nuevo estándar de memoria LPDDR6 es todavía demasiado nuevo para llegar a los iPhones de este año, pero Apple podría pasar de LPDDR5 a LPDDR5x—proporcionando un poco más de ancho de banda de memoria y utilizando menos energía. El A17 Pro dio el salto de 6GB a 8GB de RAM y parece demasiado pronto para que Apple suba nuevamente. Por otro lado, los modelos de IA suelen ser muy intensivos en memoria y podríamos ver a Apple aumentar la RAM solo para habilitar modelos de IA más grandes y sofisticados en los nuevos teléfonos.

En el frente inalámbrico, deberíamos esperar una actualización al módem Snapdragon X75 de Qualcomm para conexiones 5G más rápidas y confiables. Apple ha estado trabajando en sus propios chips inalámbricos desde hace años, pero está teniendo dificultades para llevarlos a un punto en el que proporcionen una experiencia lo suficientemente buena. También ha habido rumores de una actualización a Wi-Fi 7, y por supuesto, podemos esperar características de Ultra Wideband, Bluetooth y NFC similares a las de la línea de iPhone 15.