애플 A13

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1. 개요
2. 디자인
3. 애플 A13 바이오닉을 채용한 제품
4. 파생 제품
5. 갤러리
참조

1. 개요

애플 A13 바이오닉은 애플이 설계한 64비트 6코어 CPU로, 2개의 고성능 코어(Lightning)와 4개의 고효율 코어(Thunder)를 갖추고 있다. TSMC의 7nm 공정으로 제조되었으며, A12에 비해 CPU, GPU, Neural Engine의 성능이 향상되었다. A13은 HEVC 및 H.264 비디오 코덱 인코딩을 지원하며, 아이폰 11, 아이폰 11 프로, 아이폰 SE (2세대) 등 다양한 애플 제품에 탑재되었다.

2. 디자인

A12 칩에 비해 향상된 성능과 효율성을 제공하는 A13 칩은 다음과 같은 주요 디자인 특징을 가지고 있다.

A13은 ARMv8.4-A^[1] ISA를 구현하는 애플이 설계한 64비트 6코어 CPU를 특징으로 한다. 2.65GHz로 작동하는 고성능 코어 2개('''Lightning''')와 전력 효율이 높은 코어 4개('''Thunder''')를 갖추고 있다.^[31]^[32]

TSMC의 2세대 7nm N7P 공정으로 제조되었으며, 85억 개의 트랜지스터를 포함한다.^[10]^[11]^[12]

A13은 HEVC 및 H.264에 대한 비디오 코덱 인코딩 지원을 제공한다. HEVC, H.264, MPEG‑4 Part 2, Motion JPEG에 대한 디코딩 지원을 제공한다.^[13]

다이 블록 비교(mm²)^[14]
SoC	A13 (7 nm 강화)	A12 (7 nm)
공정 노드	TSMC N7P	TSMC N7
총 다이	98.48	83.27
빅 코어	2.61	2.07
스몰 코어	0.58	0.43
CPU 복합체 (코어 포함)	13.47	11.16
GPU 코어	3.25	3.23
GPU 총	15.28	14.88
NPU	4.64	5.79

2. 1. CPU

A13은 애플이 설계한 64비트 ARMv8.4-A^[1] 6코어 CPU를 갖추고 있으며, 2.65 GHz로 동작하는 '''Lightning'''이라는 고성능 코어 2개와 '''Thunder'''라는 에너지 효율 코어 4개로 구성되어 있다.^[31]^[32]

Lightning 코어는 AMX 블록이라고 하는 머신 러닝 가속기를 탑재하고 있다. 애플은 AMX 블록이 애플 A12의 Vortex 코어보다 행렬 곱셈 속도가 6배 빠르다고 주장한다. AMX 블록은 초당 최대 1조 번의 단정밀도 연산을 수행할 수 있다.^[7] Lightning 코어는 8MB pL2에 접근할 수 있으며, Thunder 코어는 4MB L2를 공유한다. SLC는 16MB이다.^[8]

A13의 CPU는 A12에 비해 다음과 같은 성능 향상을 보였다.^[17]

2개의 고성능 코어: 20% 더 빠르고 30% 더 적은 전력 소비
4개의 고효율 코어: 20% 더 빠르고 40% 더 적은 전력 소비

A12와 비교했을 때, A13의 L1, L2 캐시는 감소했다.^[21] 싱글 코어 성능만으로 A10의 멀티 스레드 성능과 비슷하다.^[20]

다이 블록 비교 (mm²)^[33]
SoC	A13 (7 nm+)	A12 (7 nm)
프로세스 노드	TSMC N7P	TSMC N7
전체 다이	98.48	83.27
빅 코어	2.61	2.07
스몰 코어	0.58	0.43
CPU 컴플렉스 (코어 포함)	13.47	11.16
GPU 코어	3.25	3.23
GPU 전체	15.28	14.88
NPU	4.64	5.79

2. 2. GPU

A13은 애플이 설계한 4코어 GPU를 통합하여 A12보다 20% 더 빠른 그래픽 성능과 40% 더 낮은 전력 소비를 제공한다.^[3]^[7]^[9] A13의 GPU는 A12 대비 4개의 코어에서 20% 더 빠르고 40% 더 적은 전력 소비를 실현했다.^[17]

다이 블록 비교(mm²)^[14]
SoC	A13 (7 nm 강화)	A12 (7 nm)
공정 노드	TSMC N7P	TSMC N7
총 다이	98.48	83.27
빅 코어	2.61	2.07
스몰 코어	0.58	0.43
CPU 복합체 (코어 포함)	13.47	11.16
GPU 코어	3.25	3.23
GPU 총	15.28	14.88
NPU	4.64	5.79

2. 3. 뉴럴 엔진

애플은 A13에 8코어 전용 신경망 하드웨어인 Neural Engine을 탑재했다. 애플은 이 Neural Engine이 A12보다 20% 더 빠르고 15% 적은 전력을 소비한다고 주장한다.^[3]^[7]^[9] Neural Engine은 초당 최대 1조 번의 단정밀도 연산을 수행할 수 있다.^[7] 또한, 기계 학습을 사용하여 저조도에서 중간 조도의 사진을 개선하는 ''Deep Fusion'' 이미지 처리 기능의 기반이 된다.^[22]^[23]

2. 4. 기타 특징

애플 A13 바이오닉은 ARMv8.4-A^[1] ISA를 구현하는 애플이 설계한 64비트 6코어 CPU를 특징으로 한다. 2.65GHz로 작동하는 고성능 코어 2개('''Lightning''')와 전력 효율이 높은 코어 4개('''Thunder''')를 갖추고 있다.^[31]^[32] Lightning 코어는 AMX 블록이라고 하는 머신 러닝 가속기를 특징으로 하며, 애플은 AMX 블록이 애플 A12의 Vortex 코어보다 행렬 곱셈 속도가 6배 빠르다고 주장한다. AMX 블록은 초당 최대 1조 번의 단정밀도 연산을 수행할 수 있다.^[7] Lightning 코어는 8MB pL2에 접근할 수 있으며, Thunder 코어는 4MB L2를 공유한다. SLC는 16MB이다.^[8]

A13은 애플이 설계한 4코어 GPU를 통합하여 A12보다 20% 더 빠른 그래픽 성능과 40% 더 낮은 전력 소비를 제공한다. 애플은 A13의 8코어 Neural Engine 전용 신경망 하드웨어가 A12보다 20% 더 빠르고 15% 적은 전력을 소비한다고 주장한다.^[3]^[7]^[9]

이 칩은 TSMC에서 2세대 7nm N7P(‘7 nm+’ 또는 ‘N7+’와 혼동하지 말 것)^[10] 공정으로 제조되었으며, 85억 개의 트랜지스터를 포함한다.^[11]^[12]

A13은 HEVC 및 H.264에 대한 비디오 코덱 인코딩 지원을 제공한다. HEVC, H.264, MPEG‑4 Part 2, Motion JPEG에 대한 디코딩 지원을 제공한다.^[13]

다이 블록 비교(mm²)^[14]
SoC	A13 (7 nm 강화)	A12 (7 nm)
공정 노드	TSMC N7P	TSMC N7
총 다이	98.48	83.27
빅 코어	2.61	2.07
스몰 코어	0.58	0.43
CPU 복합체 (코어 포함)	13.47	11.16
GPU 코어	3.25	3.23
GPU 총	15.28	14.88
NPU	4.64	5.79

공식 발표에 따르면 A13은 A12에 비해 다음과 같은 성능 향상을 이루었다.^[17]

CPU 분야
* 고성능 코어 2개: 20% 더 빠르고 30% 더 적은 전력 소비
* 고효율 코어 4개: 20% 더 빠르고 40% 더 적은 전력 소비
GPU 분야
* 코어 4개: 20% 더 빠르고 40% 더 적은 전력 소비
Neural Engine 분야
* 코어 8개: 20% 더 빠르고 15% 더 적은 전력 소비

A12에 비해 L1, L2 캐시는 감소했다.^[21]

A13은 ''Deep Fusion'' 이미지 처리 기능의 기반이기도 하다. 이 기능은 기계 학습을 사용하여 저조도에서 중간 조도의 사진을 개선한다. CPU의 처리 속도는 1초에 최대 1조 회에 달한다.^[22]^[23]

2020년 가을에 Secure Enclave의 리비전이 업데이트되어 A14와 마찬가지로 Secure Storage Component가 gen 2가 되었다.^[24]

2. 5. 비디오 코덱

A13은 HEVC 및 H.264 비디오 코덱 인코딩을 지원한다. HEVC, H.264, MPEG‑4 Part 2, Motion JPEG 디코딩을 지원한다.^[13]

3. 애플 A13 바이오닉을 채용한 제품

4. 파생 제품

애플 A13의 고효율 코어 썬더를 기반으로 한 듀얼 코어 프로세서가 채용되었다.

Apple S6 - Apple Watch Series 6에 탑재^[25]
Apple S7 - Apple Watch Series 7, HomePod(2세대)에 탑재^[26]
Apple S8 - Apple Watch Series 8에 탑재^[26]

5. 갤러리

참조

_[1] 웹사이트 llvm-project/AArch64.td at llvm/master · llvm/llvm-project · GitHub https://github.com/l[...] 2021-01-21
_[2] 웹사이트 Apple says its new A13 Bionic chip has the fastest smartphone CPU and GPU ever https://www.theverge[...] 2019-09-10
_[3] 웹사이트 Apple announces A13 Bionic chip for iPhone 11 https://venturebeat.[...] 2019-09-10
_[4] 웹사이트 iPhone SE - Technical Specifications https://www.apple.co[...] 2020-04-15
_[5] 웹사이트 Apple announces new $1599 27-inch 5K Apple Studio Display, featuring Center Stage webcam https://9to5mac.com/[...] 2022-03-08
_[6] 웹사이트 Apple introduces the A13 Bionic for the iPhone 11 https://techcrunch.c[...] 2019-09-10
_[7] 웹사이트 Apple Announces New iPhone 11, iPhone 11 Pro, & iPhone 11 Pro Max https://www.anandtec[...]
_[8] 웹사이트 The Apple iPhone 11, 11 Pro & 11 Pro Max Review: Performance, Battery, & Camera Elevated https://www.anandtec[...]
_[9] 웹사이트 More power with less: Apple's A13 Bionic is faster and more power efficient https://appleinsider[...] 2019-09-11
_[10] 웹사이트 The Apple iPhone 11, 11 Pro & 11 Pro Max Review: Performance, Battery, & Camera Elevated https://www.anandtec[...]
_[11] 웹사이트 Apple A13 For iPhone 11 Has 8.5 Billion Transistors, Quad-Core GPU https://wccftech.com[...] 2019-09-10
_[12] Youtube Introducing iPhone 11 Pro — Apple Youtube Video https://www.youtube.[...]
_[13] 웹사이트 iPhone 11 - Technical Specifications https://support.appl[...] 2021-10-24
_[14] 웹사이트 The Apple A13 SoC: Lightning & Thunder https://www.anandtec[...] 2019-10-16
_[15] 웹사이트 Apple says its new A13 Bionic chip has the fastest smartphone CPU and GPU ever https://www.theverge[...] 2019-09-10
_[16] 뉴스 An Exclusive Look at the Chip Powering Apple’s New iPhones https://www.wired.co[...] 2019-09-26
_[17] 웹사이트 Apple Event, September 2019 https://podcasts.app[...] 2022-06-19
_[18] 웹사이트 Apple独自アーキテクチャの変遷 A6から最新A14まで https://www.itmedia.[...] 2020-09-24
_[19] 웹사이트 iPhone心臓部AシリーズSoCの変遷から見る半導体の進化 https://pc.watch.imp[...] PC Watch 2019-10-01
_[20] 웹사이트 新iPhoneの心臓部「A13 Bionic」はなにがスゴイのか（西田宗千佳） https://japanese.eng[...] 2019-09-11
_[21] 웹사이트 iPhone 11のA13 Bionicチップ仕様 {{!}} iPhone http://www.macotakar[...] 2019-10-31
_[22] 웹사이트 Apple introduces the A13 Bionic for the iPhone 11 http://social.techcr[...] 2019-09-11
_[23] 웹사이트 Apple A13 Bionic: closer look at the world's most powerful smartphone chip https://www.phoneare[...] 2019-09-11
_[24] 웹사이트 Secure Enclave https://support.appl[...] 2021-04-13
_[25] 웹사이트 Apple Watch Series 6、革新的なウェルネス＆フィットネス機能を搭載 https://www.apple.co[...] 2023-09-12
_[26] 웹사이트 Apple Watch's S8 Chip Features Same CPU as S6 and S7 https://www.macrumor[...] 2022-09-12
_[27] 웹인용 llvm-project/AArch64.td at apple/master · apple/llvm-project · GitHub https://github.com/a[...]
_[28] 웹인용 Apple says its new A13 Bionic chip brings hours of extra battery life to new iPhones https://www.theverge[...] 2019-09-10
_[29] 웹인용 Apple announces A13 Bionic chip for iPhone 11 https://venturebeat.[...] 2019-09-10
_[30] 웹인용 iPhone SE - Technical Specifications https://www.apple.co[...]
_[31] 웹인용 apple/llvm-project https://github.com/a[...]
_[32] 웹인용 Apple Announces New iPhone 11, iPhone 11 Pro, & iPhone 11 Pro Max https://www.anandtec[...]
_[33] 웹사이트 The Apple A13 SoC: Lightning & Thunder https://www.anandtec[...] 2019-10-16

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