苹果iPhone XS/Max搭载的A12为何是迄今最强手机芯片？

　　AnandTech认为，苹果在A12 GPU上最大的进步是现在支持了无损内存压缩技术。他们表示，当初在发布会上听到这个消息时，非常惊讶，因为这将意味着两件事：首先之前苹果SoC及GPU显然没有内存压缩技术，再者现在增加该技术支持本身就足以显著提升新GPU的性能。

　　内存压缩，主要是指从GPU到主内存的帧缓冲区压缩。在桌面领域，像Nvidia和AMD这样的显卡提供这一功能已有很多年了，即使在内存带宽没有增加的情况下，它也能提高GPU的性能。智能手机GPU同样需要内存压缩，这不只是因为移动SoC上的带宽有限，而更重要的是由于高带宽要求时可降低相关功耗。ARM的AFBC帧缓存压缩技术一直是移动领域公开的机制，而且高通和Imagination等其他厂商也有自己一套的压缩内存相关技术。

　　苹果只在A12上介绍了这一功能，看起来似乎太晚了，但意义却很重大。因为这意味着A12相比前一代能够在效率和性能上获得异于寻常的巨大提升。考虑到苹果在发布会上也表示新GPU性能提升显著，所以引入内存压缩技术此举意义重大。

　　A12 CPU内核频率

　　在过去的几代芯片中，苹果一直在稳步提高芯片大内核的频率，同时也提高微架构的IPC性能。AnandTech对A12和A11的频率特性做了快速测试，得出了下面对比的表格：

　　大内核方面，从A11到A12，实际上最大的提升就是拉高了最大频率，A11的Monsoon大核心为2380MHz，A12的新Vortex大核心则提高到2500MHz，不过在ST应用中这只是5%的频率提升。到第二大线程的频率，A11和A12的频率分别为2325和2380MHz。至于第三线程的测试，A11和A12的频率调度有所不同，A11已经下降到了2083MHz，A12则保持同样的2380，直到达到散热极限才最终减速。

　　小内核方面，相较于A11的Mistral内核，A12新的Tempest核心实际上更加保守。当A11只有一个小内核运行时，其最高频率可以达到1694MHz。而在新的A12芯片上，小内核最高频率限制为最高1587MHz。同时，当4个小内盒完全满载时，频率也进一步从1587MHz轻微降低到了1538MHz。

　　内存延迟大大改善

　　正如前述，苹果显然在A12缓存层次结构和储存器子系统中投入了大量的工作。通过AnandTech提供的线性延迟测试图，可以看到对于大核和小核的完全随机延迟改善明显，具体如下：

　　与A11的Monsoon大内核相比，A12的Vortex核心虽然只高了5%，但是L2内存延迟从11.5ns降到了到8.8ns，这是29%的提升。这意味着现在新Vortex核心的L2高速缓存可以在更少的周期内完成操作。在Tempest小核心方面，L2周期延迟似乎保持不变，但在L2分区和电源管理方面又发生了很大的变化，允许访问更大的L2物理块。

　　AnandTech只在64MB进行了测试深度测试，显然在这个数据集中，延迟曲线并没有变得平缓，但是可以看到DRAM的延迟已经有所改进。当小内核处于活动状态时，内存控制器DVFS的最大频率会提高，这可以解释为什么Tempest小内核的DRAM访问存在较大差异，而当大内核有大线程运行时性能会更好。

　　A12的系统缓存在其行为设计上发生了一些重大的变化。不可否认，带宽是缓存层次结构的一部分，虽然A12相比A11有所减少，但延迟却得到了很大改善。这里主要可以归因于L2预取器，或者系统缓存端的预取器，包括延迟性能和流预取器数量都已经增加。

　　指令吞吐量和延迟时间

　　为了比较Vortex大内核的后端特性，AnandTech测试了指令吞吐量。后端性能由执行单元的数量决定，延迟由设计质量决定。AnandTech表示，A12具有6个整数执行管道，其中2个是复杂的单元，还有2个加载/存储单元，2个分支端口和3个FP/矢量管道，这就等于是13个执行端口，远超过ARM即将推出的Cortex- A76，也比三星的M3也更宽。事实上，苹果的微架构在通道宽度方面似乎远远超过了其他任何阵营，包括桌面CPU。

　　A12 CPU性能：达到桌面级水平

　　关于CPU性能的测试，AnandTech选择的是编译的SPEC 2006这个软件。在他们来看，SPEC这个测试软件权威性更足，并称其为一个重要的行业标准化的CPU测试基准套件，这与一般测试CPU负载性能不同，所处理器的数据要大的多，也更复杂，重点测试系统的处理器，内存子系统和编译器等多个不同的基准测试。

　　AnandTech表示，虽然GeekBench 4已经成为当前非常受欢迎的行业基准软件，但他们希望可以有一个完整的跨平台的基准测试套件，而且不只是测试峰值性能。因此，SPE C2006被选为更具有代表性的高性能的跨硬件的基准测试软件，它能充分展示微体系结构的更多细节，特别是在内存子系统性能方面。

　　不过，AnandTech也指出，由于他们编译的SPEC 2006基准测试套件没有得到SPEC官方验证，因此接下来的测试的数据仅用于参考，而且性能测试是在可控的环境下进行的，并准备了帮助手机散热的风扇，目的是保证1到2小时内的热量不会影响测试。

　　关于测试之后制作的图表，AnandTech称右侧的数据越大表示SoC/CPU的性能越好，数字代表分数。而左侧轴上，表示给定工作负载的能耗使用情况，左边出来越长意味着需要更多的能耗，越短表示越节能，每瓦的平均功率指标相当重要，这里用到了瓦和焦耳作单位。而在数据对比方面，选择了之前做个测试的A11、高通骁龙845、骁龙835、三星Exynos 9810、Exynos 8895等。

　　第一个测试从SPECint 2006工作负载开始：