애플 A16

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1. 개요

애플 A16 바이오닉은 애플이 설계한 64비트 6코어 CPU를 탑재한 칩으로, 아이폰 14 프로 및 아이폰 14 프로 맥스, 아이폰 15 및 아이폰 15 플러스에 사용되었다. 3.46GHz의 고성능 코어 2개와 2.02GHz의 에너지 효율 코어 4개로 구성되어 A15 프로세서와 유사한 설계를 갖는다. 160억 개의 트랜지스터, 16코어 신경망 처리 장치(NPU), 향상된 이미지 신호 프로세서(ISP) 및 디스플레이 엔진을 포함한다. TSMC의 N4P 공정으로 제조되었으며, 5코어 GPU와 LPDDR5 메모리를 통해 향상된 성능을 제공하며, 새로운 ISP는 컴퓨테이셔널 포토그래피 성능을 향상시켰고, 디스플레이 엔진은 상시 대기 디스플레이와 같은 기능을 가능하게 한다.

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개요

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Apple A16

설계	애플
제조사	TSMC
코드명	Crete 크레테
출시일	2022년 9월 7일
이전 세대 프로세서	애플 A15 바이오닉
다음 세대 프로세서	애플 A17 프로 (아이폰 15 프로, 아이폰 15 프로 맥스), 애플 A18, 애플 A18 프로 (아이폰 16, 아이폰 16 플러스, 아이폰 16 프로, 아이폰 16 프로 맥스)
적용 제품	아이폰 14 프로, 아이폰 14 프로 맥스, 아이폰 15, 아이폰 15 플러스

CPU

명령어 집합	ARMv8.6-A
마이크로아키텍처	Everest 에베레스트, Sawtooth 소투스
코어 구성	6 코어 (2개의 성능 코어, 4개의 효율 코어)
클럭 속도	최대 3.46 GHz
L1 캐시	성능 코어당 320KB (명령어 192KB + 데이터 128KB), 효율 코어당 224KB (명령어 128KB + 데이터 96KB)
L2 캐시	성능 코어 16MB, 효율 코어 4MB
시스템 캐시	24MB
트랜지스터 수	160억 개
제조 공정	4 nm (N4P)

GPU

GPU	애플 설계 5코어 GPU @ 1398 MHz

메모리

메모리 용량	6GB

기타

칩 식별자	APL1W10
파생 모델	Apple S9/S10 SiP (A16의 고효율 코어를 사용하는 다운그레이드 버전)

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1. 개요
2. 디자인
3. 애플 A16 바이오닉을 채용한 제품

2. 디자인

애플 A16 바이오닉은 애플이 설계한 64비트 6코어 CPU를 탑재하고 있다. 3.46GHz로 작동하는 "에베레스트" 고성능 코어 2개와 2.02GHz로 작동하는 "톱니" 에너지 효율 코어 4개로 구성되어 있으며, 아이폰 14에 탑재된 A15 프로세서와 유사한 디자인이다. 애플은 A16이 경쟁 제품보다 약 40% 빠르며, 새로운 효율성 코어를 통해 전력 효율성을 높였다고 주장한다.

A16은 160억 개의 트랜지스터를 포함하고 있으며, 이는 A15의 150억 개보다 6.7% 증가한 수치이다. 초당 17조 회의 연산이 가능한 16코어 뉴럴 엔진, 향상된 이미지 신호 프로세서(ISP), "디스플레이 엔진"을 포함한다. HEVC, H.264, ProRes 코덱에 대한 하드웨어 비디오 인코딩 및 디코딩을 지원한다.

A16은 TSMC의 N4P 공정으로 제조되었는데, 이는 사실상 5nm 제조 공정의 개선 버전이다. 2024년 9월부터 TSMC는 애리조나 공장에서도 A16 칩 생산을 시작했다.

2.1. GPU 및 메모리

A16은 애플이 설계한 5코어 GPU를 통합했으며, 이는 A15의 GPU와 비교하여 50% 더 많은 메모리 대역폭을 제공한다.

메모리는 LPDDR5로 업그레이드되어 50% 더 높은 대역폭과 7% 더 빠른 16코어 신경망 엔진을 지원하며, 초당 17조 연산(TOPS)이 가능하다. A15의 신경 엔진은 15.8 TOPS의 성능을 보였다. SoC의 모든 변형은 6GB의 메모리를 탑재하고 있다. 이전 세대의 애플 A 시리즈 칩과 달리, A16은 기존의 PoP DRAM 대신 A12X/M1 패키징의 수직 버전을 사용한다. 이 시스템은 한쪽에 DRAM이 장착되고 다른 쪽에 A16 SoC가 있는 에폭시 유리 기판을 기반으로 하며, 아마도 두 부분을 연결하는 에폭시 유리를 통과하는 비아가 있을 것이다. PoP 와이어가 제거되어 A16의 DRAM 읽기/쓰기 트랜잭션당 에너지 소비가 약간 감소했다.

2.2. ISP 및 디스플레이 엔진

A16 칩에 탑재된 새로운 이미지 프로세서(ISP)는 컴퓨테이셔널 포토그래피(Computational photography) 성능을 향상시켰다. 사진 한 장당 최대 4조 회의 연산을 수행할 수 있는 고해상도 이미지 센서를 처리하도록 설계되었다.

디스플레이 엔진은 애플 A 시리즈 최초로 도입되었다. 이 엔진은 "상시 대기 디스플레이" 기능을 가능하게 하며, 1Hz 주사율, 더 높은 최대 밝기의 디스플레이, 향상된 안티 앨리어싱 기술과 같은 다른 작업을 처리한다.

2.3. 펌웨어

새로운 시작 및 종료 알림음이 추가되었으며, 접근성에서만 사용할 수 있다.

3. 애플 A16 바이오닉을 채용한 제품

아이폰 14 프로 및 14 프로 맥스, 아이폰 15 및 15 플러스