Apple Silicon/A 시리즈

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1. 개요2. 목록

2.1. A42.2. A5

2.2.1. A5X

2.3. A6

2.3.1. A6X

2.4. A72.5. A8

2.5.1. A8X

2.6. A9

2.6.1. A9X

2.7. A10 Fusion

2.7.1. A10X Fusion

2.8. A11 Bionic2.9. A12 Bionic

2.9.1. A12X Bionic2.9.2. A12Z Bionic

2.10. A13 Bionic2.11. A14 Bionic2.12. A15 Bionic 2.13. A16 Bionic 2.14. A17 Pro 2.15. A18

2.15.1. A18 Pro

1. 개요

iPhone, iPad 등 Apple의 주력 모바일 기기에 들어가는 Apple Silicon 시리즈의 핵심 라인업이다.

숫자 끝에 X가 붙으면 해당 칩을 바탕으로 성능을 강화시켰다는 의미이며, 이 경우 주로 iPad에 탑재된다. A12X Bionic을 끝으로 AX 시리즈는 나오지 않고 있다.

예전에는 iPhone의 세대를 칩에 붙는 번호로 확인할 수 있었으나, 3GS, 4s, 5s, 6s, XS 등 수식어가 붙어 출시된 기종들이 있던 탓에 현재는 일치하지 않는다. 예를 들면 A8 칩이 탑재된 iPhone 6는 8번째 iPhone이었다.

2. 목록

2.1. A4

||<tablealign=center><tablewidth=1000><tablebordercolor=#333,#ddd><tablebgcolor=#fff,#1c1d1f><colbgcolor=#333><colcolor=#fff><width=10%> 파트넘버 ||<-2> S5L8930-APL0398 ||

CPU	ARM Cortex-A8 1코어 32 KB + 32 KB L1 Cache // 512 KB L2 Cache
	800 MHz	1 GHz
명령어 집합	ARMv7s
GPU	IT PowerVR SGX535 -- MHz
메모리	32-bit 싱글채널 LPDDR -- MHz
생산 공정	삼성전자 S.LSI 45nm 다이 사이즈: 53.3 mm²
내장 모뎀	없음
탑재 기기	iPhone 4, iPod touch(4세대)	iPad(1세대), Apple TV 2세대

Apple A 시리즈의 첫 번째 모바일 AP이다. Apple은 이전까지 삼성전자 S.LSI 사업부의 모바일 AP를 그대로 납품받았다.

이전 제품에 쓰이던 삼성 S5PC100 (APL0298)이나 삼성 S5L8922 (APL2298)과 비교하면 구성의 변화가 크지 않으나, CPU의 클럭이 최대 1 GHz이다.

당시 삼성전자는 ARM Cortex-A8 CPU의 클럭을 1 GHz를 넘기기 위해서 여러 가지로 노력하고 있었는데, Apple이 데려온 인트린시티의 도미노 로직 기술과 삼성의 자체적인 코어 커스텀으로, Arm의 반대에도 불구하고 세계 최초로 1 GHz의 클럭을 돌파했다.

다만, 전력 소모 문제로 iPhone 4, iPod touch(4세대) 같은 소형 기기는 800 MHz, 어느 정도 배터리의 여유가 있는 iPad(1세대)에는 본래의 클럭인 1 GHz로 동작한다.

또한, 삼성전자 허밍버드 [1]와 사실상 형제 제품이라고 볼 수 있을 정도로 구성이 유사하나, 이매지네이션 테크놀로지의 PowerVR SGX540이 아닌 더 낮은 성능의 SGX535 GPU가 들어간다는 차이가 있다.

2.2. A5


<rowcolor=white> APL0498	APL2498	APL7498

||<tablealign=center><tablewidth=1000><tablebordercolor=#333,#ddd><tablebgcolor=#fff,#1c1d1f><colbgcolor=#333><colcolor=#fff><width=1%> 파트넘버 ||<-2> S5L8940-APL0498 ||<-3> S5L8942-APL2498 || S5L8947-APL7498 ||

CPU	ARM Cortex-A9 2코어 32 KB + 32 KB L1 Cache // 1 MB L2 Cache					ARM Cortex-A9 1코어 1 GHz
	800 MHz	1 GHz	800 MHz	1 GHz
명령어 집합	ARMv7s
GPU	IT PowerVR SGX543 2코어
	266 MHz	333 MHz	266 MHz	333 MHz		266 MHz
메모리	32-bit LPDDR2 -- MHz
생산 공정	삼성전자 S.LSI 45nm 다이 사이즈: 122.2 mm²		삼성전자 S.LSI 32nm HKMG
			다이 사이즈: 69.6 mm²			다이 사이즈: 37.8 mm²
내장 모뎀	없음
탑재 기기	iPhone 4s	iPad 2 [2]	iPod touch(5세대)	iPad 2 [3]	iPad mini	Apple TV 3세대 [4]

삼성전자와 같이 협력하여 Apple A4를 만든 인트린시티를 Apple이 인수한 후, 본격적으로 Apple의 비중이 커진 AP이다. Apple A4까지 오랜 기간 AP 설계 경험이 있는 삼성전자가 단독으로 설계하다시피 했다면, Apple A5부터는 Apple의 비중이 커지고, 삼성전자는 생산의 역할이 강해졌다. 다만, 삼성전자 역시 ARM Holdings의 라이선스를 취득해 삼성 엑시노스 시리즈를 만드는 만큼, 관련 기술자가 상주하고 있어 큰 차질 없이 협력을 할 수 있었다고 한다.

ARM Cortex-A9 듀얼코어 구성으로 최대 클럭은 1GHz이다. iPhone 4s와 iPod touch 5세대는 800 MHz, iPad mini, iPad 2와 Apple TV에는 1GHz로 들어간다. GPU는 이매지네이션 테크놀로지 PoweVR SGX543 듀얼코어를 사용했다.

삼성 엑시노스 4210이 공정 미세화를 위해 32nm HKMG 공정을 사용하는 삼성 엑시노스 4212로 리비전된 것처럼 Apple A5 역시 32nm HKMG 공정으로 다이가 축소되어 iPad 2에 들어갔다. 성능 차이는 미미하지만, 공정 개선에 힘입어 30% 정도 전력 효율이 올라갔다.

벤치마크 결과의 경우, 실제 탑재된 기기인 iPhone 4s를 기준으로 할 때 CPU 성능은 Primate Labs의 Geekbench 4 기준, 싱글코어 점수가 약 280점으로 측정되었고 멀티코어 점수가 약 490점으로 측정되었다.

A 시리즈 사상 가장 극적인 성능 향상을 보인 칩으로 유명하다. CPU 성능은 2배, GPU 성능은 무려 7배나 상승했는데, 실제로 GFX 벤치마크에서 iPhone 4는 0.7fps, iPhone 4s는 6fps라는 매우 큰 차이를 보였다.

2.2.1. A5X

||<tablealign=center><tablewidth=1000><tablebordercolor=#333,#ddd><tablebgcolor=#fff,#1c1d1f><colbgcolor=#333><colcolor=#fff><width=10%> 파트넘버 || S5L8945-APL5498 ||

CPU	ARM Cortex-A9 2코어 1 GHz 32 KB + 32 KB L1 Cache // 1 MB L2 Cache
명령어 집합	ARMv7s
GPU	IT PowerVR SGX543 4코어 333 MHz
메모리	32-bit 쿼드채널[5] LPDDR2 800 MHz
생산 공정	삼성전자 S.LSI 45nm 다이 사이즈: 165 mm²
내장 모뎀	없음
탑재 기기	iPad(3세대)

iPad 3세대 공개 당시 기습적으로 공개된 Apple A5의 파생 모델이다. 2048 x 1536이나 되는, 당시 모바일은 물론이고 PC 시장에서도 드물었던 QXGA 해상도를 처리하기 위해서 Apple A5의 GPU를 강화시킨 AP이다.

Apple A5에 들어갔던 이매지네이션 테크놀로지 PowerVR SGX543 듀얼코어 구성을 쿼드코어로 재구성하여 결과적으로 동시대 대부분의 AP를 능가하는 매우 뛰어난 그래픽 성능을 얻었다.

GPU 성능을 약 2배 강화했지만 iPad 3세대의 해상도는 4배 이상 높아졌고 CPU 성능은 동결되었기 때문에 Retina 디스플레이를 감당하기엔 여전히 만족스럽지 못했다. 특히 45nm 공정으로 생산되어 발열이 문제가 되어서 모바일 AP로서는 이례적으로 히트 스프레더를 요했다.[6] 또한 GPU의 다이 사이즈가 커지다 보니 양산 수율도 빡빡해졌다. 다만 생산 업체가 오랜 노하우를 가진 삼성전자 LSI 사업부였기에 별다른 문제는 없었다.

벤치마크 결과의 경우, 실제 탑재된 기기인 3세대 iPad를 기준으로 할 때 CPU 성능은 Primate Labs의 Geekbench 4 기준, 싱글코어 점수가 약 330점으로 측정되었고 멀티코어 점수가 약 580점으로 측정되었다.

2.3. A6

||<tablealign=center><tablewidth=1000><tablebordercolor=#333,#ddd><tablebgcolor=#fff,#1c1d1f><colbgcolor=#333><colcolor=#fff><width=10%> 파트넘버|| S5L8950-APL0598 ||

CPU	Apple Swift 2코어 1.3 GHz 32 KB + 32 KB L1 Cache // 1 MB L2 Cache
명령어 집합	ARMv7s
GPU	IT PowerVR SGX543 3코어 430 MHz
메모리	32-bit 듀얼채널 LPDDR2 1066 MHz
생산 공정	삼성전자 S.LSI 32nm HKMG 다이 사이즈: 96.71 mm²
내장 모뎀	없음
탑재 기기	iPhone 5, iPhone 5c

iPhone 5에 탑재되는 모바일 AP이다. 기존까지 ARM Holdings에서 개발한 마이크로아키텍처의 라이선스를 취득해 모바일 AP를 설계했다면, 이번에는 Apple이 직접 명령어셋 라이선스를 취득하여 설계한 자체적인 ARM 호환 CPU 아키텍처, Apple Swift를 사용했다.

ARM Cortex-A15까지 사용된 ARMv7 명령어셋을 커스텀한 ARMv7s 명령어셋을 이용했다.

GPU는 이매지네이션 테크놀로지 PowerVR SGX543 3개를 묶어 트리플코어로 사용한다. 보편적으로 보기 힘든 홀수 코어 구성으로, 동일한 GPU로 쿼드코어를 구성한 Apple A5X보다 동일한 클럭일 경우에는 성능은 당연히 떨어지지만, 둘 다 클럭 조절을 했기 때문에 결과적으로는 Apple A5X와 동급의 성능을 보여준다.

이때부터 삼성전자는 삼성 엑시노스 라인업에 ARM Cortex-A 시리즈를 라이선스하여 지속적으로 사용하고 있었기 때문에 'Apple AP 삼성 설계설'은 근거가 빈약해졌다. 삼성전자 LSI 사업부의 Apple A 시리즈의 설계에 대한 관여도가 전에 비해 줄어든 것으로 보인다.

벤치마크 결과의 경우, 실제 탑재된 기기인 iPhone 5를 기준으로 할 때 CPU 성능은 Primate Labs의 Geekbench 4 기준, 싱글코어 점수가 약 760점으로 측정되었고 멀티코어 점수가 약 1,200점으로 측정되었다.

2.3.1. A6X

||<tablealign=center><tablewidth=1000><tablebordercolor=#333,#ddd><tablebgcolor=#fff,#1c1d1f><colbgcolor=#333><colcolor=#fff><width=10%> 파트넘버 || S5L8955-APL5598 ||

CPU	Apple Swift 2코어 1.4 GHz 32 KB + 32 KB L1 Cache // 1 MB L2 Cache
명령어 집합	ARMv7s
GPU	IT PowerVR SGX554 4코어 300 MHz
메모리	32-bit 쿼드채널[7] LPDDR2 1066 MHz
생산 공정	삼성전자 S.LSI 32nm HKMG 다이 사이즈: 123 mm²
내장 모뎀	없음
탑재 기기	iPad(4세대)

Apple A5X처럼 2K급 해상도인 QXGA를 버티기 위해 GPU를 강화한 Apple A6의 파생 모델이다. 코드네임은 Bali이다. Apple A6이 Apple A5와 Apple A5X와 같은 GPU를 사용했기 때문에 이번에도 GPU 셰이더 코어 개수와 클럭을 조정하는 선에서 성능을 향상시킬 것으로 예측되었으나, 이매지네이션 테크놀로지 PowerVR SGX554 쿼드코어 GPU를 탑재하는 것이 확인되면서 관련 커뮤니티와 수많은 전문가들에게 충격을 안겨주었다. 이는 Apple A5X로도 QXGA 해상도를 제대로 처리하지 못하는 모습이 보였기 때문에 성능 개선을 위한 특단의 조치를 취한 것으로 보인다.

이 때문에, 모바일 AP를 32nm HKMG 공정에서 생산하긴 했지만 다이 사이즈는 x86 기반의 저전력 CPU 다이 사이즈와 버금갈 정도로 크다. 그래도 크기가 큰 값은 해 주기는 했었는데, 성능이 1년이 지난 2013년 3분기의 플래그십 모델인 퀄컴 스냅드래곤 800 MSM8x74의 Qualcomm Adreno 330 450Mhz GPU, NVIDIA Tegra 4 T114의 NVIDIA ULP GeForce MP72 GPU, 삼성 엑시노스 5420의 ARM Mali-T628 헥사코어 GPU 이후에야 Apple A6X의 그래픽 성능을 어떤 상황에서든 확실히 넘을 수 있었다.[8]

벤치마크 결과의 경우, 실제 탑재된 기기인 iPad(4세대)를 기준으로 할 때 CPU 성능은 Primate Labs의 Geekbench 4 기준, 싱글코어 점수가 약 800 점으로 측정되었고 멀티코어 점수가 약 1,300 점으로 측정되었다.

2.4. A7


<rowcolor=white> APL0698	APL5698

||<tablealign=center><tablewidth=1000><tablebordercolor=#333,#ddd><tablebgcolor=#fff,#1c1d1f><colbgcolor=#333><colcolor=#fff><width=1%> 파트넘버 ||<width=20%> S5L8960-APL0698 ||<width=20%> S5L8965-APL5698 ||

CPU	Apple Cyclone 2코어 64 KB + 64 KB L1 Cache // 1 MB L2 Cache // 4 MB L3 Cache
	1.3 GHz	1.4 GHz
명령어 집합	ARMv8.0-A
GPU	IT PowerVR G6430 375 MHz
메모리	64-bit LPDDR3 1600 MHz
생산 공정	삼성전자 S.LSI 28nm HKMG 다이 사이즈: 102 mm² / 트랜지스터 개수: 1B
내장 모뎀	없음
탑재 기기	iPhone 5s, iPad mini 2, iPad mini 3	iPad Air

iPhone 5s에 탑재되는 모바일 AP이다. 코드네임은 Alcatraz이다. 모바일 AP로는 세계 최초로 64비트를 지원하는 CPU 아키텍처를 탑재했으며 해당 CPU 아키텍처 역시 Apple이 직접 라이선싱한 ARMv8 명령어셋을 이용해 자체적으로 설계한 ARM 호환 CPU 아키텍처인 Apple Cyclone CPU를 사용했다.

Apple Cyclone이 ARMv8 명령어셋 기반에다 체적도 거대한 편인지라 퍼포먼스가 아닌 벤치마크 결과로도 경쟁사의 모바일 AP와 비슷한 성능을 보여준다. OS의 차이가 있어 유리한 쪽이기는 하지만 당장, 800 MSM8x74와 비교할 때, Qualcomm Krait 쿼드코어 2.2 GHz CPU가 Apple Cyclone 듀얼코어 1.3 GHz CPU와 거의 동급 성능을 보여주고 있다.

GPU의 경우, 이매지네이션 테크놀로지 PowerVR G6430 GPU를 사용한다. GFX벤치의 오프스크린 성능 기준으로 Qualcomm Adreno 330/ARM Mali T-628 GPU보다 떨어지지만, 기기 해상도 자체가 Full-HD 해상도 이상이 주류인 800 MSM8x74와는 달리, iPhone 5s의 해상도는 HD 720p보다도 낮은 해상도[9]이기에 온스크린 점수는 스마트폰에서는 동급 혹은 상위의 성능을 자랑한다.[10][11]

또한, 모바일 AP 내부에 원래는 존재하지 않던 SRAM 부분이 생겼다. 해당 부분은 4 MB의 L3 cache라고 한다. 그리고 당시로서는 태블릿 컴퓨터 전용으로도 성능이 괜찮은 편이었기에 QXGA 해상도를 위한 Apple AX 시리즈로 파생되지 않고 CPU 클럭만 소폭 상승시킨 뒤 iPad Air에 탑재되었다.

iPhone 5s는 iOS 12 지원목록에도 포함됐을 만큼 아직도 카카오톡을 실행하거나[12] 간단한 음악을 듣는 등... 웬만한 작업은 무리 없이 돌아간다. 다만 약간씩 딜레이가 생기는 것은 감안해야 한다.

벤치마크 결과의 경우, 실제 탑재된 기기인 iPhone 5s를 기준으로 할 때 CPU 성능은 Primate Labs의 Geekbench 4 기준, 싱글코어 점수가 약 1,300점으로 측정되었고 멀티코어 점수가 약 2,200점으로 측정되었다. GPU 성능은 Apple Metal API로 측정되는 Primate Labs의 Compute Bench 기준, 약 590점으로 측정되었다.

2022년, 클래식 전자 기기들을 분해하고 예술적으로 액자에 박제하여 판매하는 기업인 '그리드 스튜디오'에서 위의 APL5698 칩셋을 프레임에 박아넣은 작품 을 내놓았다. 인기가 상당히 좋은지 빠른 속도로 품절되었다.

2.5. A8

||<tablealign=center><tablewidth=1000><tablebordercolor=#333,#ddd><tablebgcolor=#fff,#1c1d1f><colbgcolor=#333><colcolor=#fff><width=1%> 파트넘버 ||<-6> APL1011-T7000 ||

CPU	Apple Typhoon 2코어 64 KB + 64 KB L1 Cache // 1 MB L2 Cache // 4 MB L3 Cache
	1.1 GHz	1.4 GHz		1.5 GHz	-.- GHz	-.- GHz
명령어 집합	ARMv8-A
GPU	IT PowerVR GX6450
	430 MHz		475 MHz		-.- MHz	-.- MHz
메모리	64-bit LPDDR3 1600 MHz
생산 공정	TSMC 20nm SoC 다이 사이즈: 89 mm² / 트랜지스터 개수: 2B
내장 모뎀	없음
탑재 기기	iPod touch(6세대)	iPhone 6	iPhone 6 Plus	iPad mini 4	Apple TV 4세대	HomePod

iPhone 6 | iPhone 6 Plus에 처음 탑재되었으며, Apple Silicon 중에서는 20nm로 생산된 최초의 모바일 AP이다.[13] 코드네임은 Fiji이다. 또한, Apple의 탈 삼성 전략과 삼성전자 LSI 사업부 내부 사정으로 인하여 TSMC로 주력 생산사가 교체되었다. 삼성전자 LSI 사업부에서는 생산 공정 미세화가 진행되면서 생산 능력이 다소 줄어 물량을 전보다 적게 받은 것으로 추정된다.

기본적인 클럭은 1.4 GHz이나, iPod touch 6세대에는 1.1 GHz로 다운클럭되어 탑재되었다. 문제는 그럼에도 전작인 5세대 iPod touch에 비해 배터리 용량은 그대로면서 CPU의 전력 사용량이 급격히 올라 배터리 사용 시간이 줄었다고 한다.

전작에서 탑재된 Apple Cyclone을 리비전한 Apple Typhoon CPU를 탑재하였고, 이매지네이션 테크놀로지 PowerVR GX6450 GPU를 탑재했다. Apple A7의 약 두 배가량인 20억 개에 달하는 트랜지스터가 박혀 있으며 다이 사이즈는 89 mm²로 Apple A7과 비교해서 상당히 작아졌다.

한편, Apple은 스로틀링 관리 능력이 우수해졌다고 소개했다. 하지만 이에 대해 사실상 불가능할 것이라는 의견이 많았고, 직접적으로 스로틀링 테스트를 진행하는 경우도 생겼다. 그리고 그 결과, Apple이 소개한 내용과 같은 결과가 나타나지는 않았지만, 그래도 유의미한 변화가 있는 것이 확인되었다.

전작인 iPhone 5s의 Apple A7과 비교할 때 스로틀링 클럭이 0.1 GHz에서 0.2 GHz 정도 더 높다. 애초에 Apple Cyclone CPU는 불과 0.1 GHz의 클럭이라 하더라도 성능 차이가 나버리는 무시무시한 물건임을 감안하면 이는 의미 있는 변화라 할 수 있다. 다만, 퍼포먼스를 끌어올린 상태로 장시간 지속 시 클럭이 1 GHz 미만으로 떨어진다고 한다.

하지만, iPhone 5s의 Apple A7은 스로틀링에 걸렸다 회복되는 기간이 상당히 길지만, Apple A8은 바로 클럭을 복귀시킨다. 즉, 스로틀링 관리 능력이 전작에 비해 높은 클럭을 유지하는 것과 장시간 스로틀링 시 일시적으로 낮춘 다음, 다시 복구시키는 두 가지의 방식을 사용한다 할 수 있다.

2019년 들어서는 Apple의 장수 AP로 자리매김하고 있다. 2014년에 롤아웃된 AP가 iPod touch 6세대, Apple TV, HomePod 등 여러 기기에 들어가기 때문. 아무래도 64비트 지원에 복잡한 인공신경망 연산이 필요없는 최소한의 AP만 요구되는 기기에 아직도 요긴하게 쓰이는 것으로 보인다. 장수 AP답게 OS 업그레이드도 상당히 오래 지원되는 편이며, iPad Air 2, iPad mini 4 한정이지만 iPadOS 지원 목록에 포함되었다. 한 술 더 떠 iPadOS 15까지 올라가는 기염을 토했다. 단 A8을 탑재한 다른 기기들은 전부 지원 목록에서 제외되었다. iPhone 6 시리즈와 6세대 iPod touch는 RAM 부족으로 iOS 13 지원기기 명단에서 제외되었다. ~~이게 바로 램 크루지의 결과물(?)이다.~~

벤치마크 결과의 경우, 실제 탑재된 기기인 iPhone 6를 기준으로 할 때 CPU 성능은 Primate Labs의 Geekbench 4 기준, 싱글코어 점수가 약 1,500점으로 측정되었고 멀티코어 점수가 약 2,700 점으로 측정되었다. GPU 성능은 Apple Metal API로 측정되는 Primate Labs의 Compute Bench 기준, 약 4,200점으로 측정되었다.

2.5.1. A8X

||<tablealign=center><tablewidth=1000><tablebordercolor=#333,#ddd><tablebgcolor=#fff,#1c1d1f><colbgcolor=#333><colcolor=#fff><width=10%> 파트넘버 || APL1012-T7001 ||

CPU	Apple Typhoon 3코어 1.5 GHz 64 KB + 64 KB L1 Cache // 2 MB L2 Cache // 4 MB L3 Cache
명령어 집합	ARMv8-A
GPU	IT PowerVR GX6850 475 MHz
메모리	64-bit 듀얼채널 LPDDR3 1600 MHz
생산 공정	TSMC 20nm SoC 다이 사이즈: 128 mm² / 트랜지스터 개수: 3B
내장 모뎀	없음
탑재 기기	iPad Air 2

iPad Air 2를 위해 만들어진 Apple A8의 파생 모델이다. 코드네임은 Capri이다. 기존 Apple AX 시리즈는 GPU 강화에 중점을 둔 구성을 보여줬지만, 이번에는 CPU도 어느 정도 강화되었다. CPU 아키텍처는 동일하긴 하나, 듀얼코어에서 트리플코어로 늘리고 클럭도 1.5 GHz로 소폭 상승시켰다. Apple 측은 이로 인하여 Apple A8보다 싱글코어 점수는 약 13%, 멀티코어 점수는 약 55% 정도 더 높은 점수를 보여준다고 주장하였다. L2 Cache 역시 2 MB로 증가했으며 일부 연산 명령어의 소요 시간을 줄였다고 한다. 또한, 코어 수에 비례하듯 약 30억 개의 트랜지스터가 박혀 있다고 한다.[14]

여기에 GPU는 이매지네이션 테크놀로지의 GPU 로드맵에는 존재하지 않는 PowerVR 6XT 시리즈를 옥타 클러스터 구성으로 조합한 커스텀 GPU를 사용한다. 이는 Apple A8의 GPU인 이매지네이션 테크놀로지 PowerVR GX6450의 딱 두 배 구성을 가지고 있다.

사실, 이매지네이션 테크놀로지가 PowerVR 6XT 시리즈는 옥타 클러스터까지 구성할 수 있다고 밝히긴 했었으나, 실제 로드맵은 헥사 클러스터 구성인 PowerVR GX6650까지만 공개했었다. 따라서, 해외 여러 IT 웹진이나 관련 커뮤니티들은 Apple A8X의 GPU는 임의적으로 이매지네이션 테크놀로지의 GPU 네이밍 법칙과 Apple의 'A'를 넣어 PowerVR GXA6850이라 표기하고 있다.

벤치마크 결과의 경우, 실제 탑재된 기기인 iPad Air 2를 기준으로 할 때 CPU 성능은 Primate Labs의 Geekbench 4 기준, 싱글코어 점수가 약 1,800점으로 측정되었고 멀티코어 점수가 약 4,200 점으로 측정되었다. GPU 성능은 Apple Metal API로 측정되는 Primate Labs의 Compute Bench 기준, 약 7,800점으로 측정되었다.

2.6. A9


<rowcolor=white> APL0898	APL1022

CPU	Apple Twister 2코어 1.85 GHz 64 KB + 64 KB L1 Cache // 3 MB L2 Cache // 4 MB L3 Cache
명령어 집합	ARMv8-A
GPU	IT PowerVR GT7600 600 MHz
메모리	64-bit LPDDR4 1600 MHz
생산 공정	삼성 S.LSI 14LPE 다이 사이즈: 96 mm²	TSMC N16 다이 사이즈: 104.5 mm²
내장 모뎀	없음
탑재 기기	iPhone 6s, iPhone 6s Plus, iPhone SE, iPad(5세대)

iPhone 6s, iPhone 6s Plus에 탑재되었고, 후에는 iPhone SE에도 탑재된 모바일 AP이다. 코드네임은 TSMC 생산분이 Malta, 삼성 생산분이 Maui이다.

정확한 내부 정보는 2015년 9월 23일 기준으로 불명이나, 기기를 처음으로 수령한 예약 구매자가 측정한 Geekbench 3 결과에 의해 싱글코어 점수 약 2500 점, 멀티코어 점수 약 4300 점으로 측정되어 1.8 GHz 클럭의 듀얼 코어 CPU가 탑재된 것이 확인되었다. 이러한 수치를 바꿔보면, 단순 연산량만 보면 싱글 코어 점수 기준으로 MacBook Air에 근접한 수치라고 한다.

2015년 9월 25일, 다이 이미지에 대한 정보가 공개되었다. 일단, 직접 엑스레이를 이용해 다이 내부 사진을 촬영한 것이 아닌, Apple이 키노트 당시에 대략적으로 공개한 다이 이미지를 토대로 분석한 결과, 3 MB의 L2 캐시와 8 MB라는 대용량의 L3 캐시를 가지고 있으며 APL8098 기준으로 다이 사이즈는 94 mm²라고 한다. 그리고, 헥사코어 또는 헥사 클러스터 구성을 가진 GPU가 확인되었다. 이를 통해 이매지네이션 테크놀로지의 PowerVR GT7600을 사용한 것으로 추정되고 있다. 다만, Apple A8X GXA6850과 비슷한 구성으로 인해 일각에서는 PowerVR GX6650을 사용한 것이 아니냐는 주장도 존재한다.

2015년 9월 27일, iPhone 6s와 iPhone 6s Plus를 분해한 결과 삼성전자 시스템 LSI 사업부와 TSMC가 모두 생산에 참여했다는 주장이 제기되었다. 파트넘버가 iPhone 6s는 APL0898로 확인되고, iPhone 6s Plus는 APL1022로 확인되었기 때문이며 이는 기존 Apple A 시리즈의 각 회사 파트넘버의 넘버링과 일치한 것이 확인되면서 확인사살되었다. 즉, 기존 파트넘버 넘버링에 의해, Apple A9 APL0898은 삼성전자 시스템 LSI 사업부의 14LPE 공정에서 생산되었고, Apple A9 APL1022는 TSMC N16 공정에서 생산되었다는 것을 알 수 있게 되었다.

일단, TSMC가 지속적으로 삼성전자 시스템 LSI 사업부의 14LPE 공정과 자사의 16공정은 전력 소모 부분에서 별 차이 없다고 주장하는 중이고 설령, 미세한 차이라도 존재한다 하더라도 iPhone 6s Plus는 iPhone 6s보다 기기의 면적도 넓고 배터리 용량도 크기 때문에 소프트웨어에서 자잘한 것들을 조절할 경우 큰 문제가 없을 것으로 보인다. 하지만 같은 돈을 주고 다른 공정의 모바일 AP를 인지하지 못한 채 이른 바 '뽑기' 형태로 구매해야 하기 때문에 이에 대한 비판을 피하지는 못할 것으로 보인다.

2015년 9월 29일, iOS 트윅 개발자인 hirakujira는 자신의 iPhone 6s와 iPhone 6s Plus에 탑재된 AP가 어떤 제조사에서 제작된 것인지 확인하는 툴을 배포했고 이로 인해 64 GB 낸드 플래시로 MLC 방식과 TLC 방식을 혼용한 것처럼 동일한 기기에 서로 다른 공정에서 생산된 모바일 AP가 혼용되는 것이 확인되었다.

2015년 10월 7일, 아직 전초전이긴 하나, 두 AP의 초기 벤치마크 비교 결과, 기존의 예상과는 달리, APL1022가 APL0898보다 극히 미세하기는 하지만 우위를 점하고 있는 것이 확인되었다. 발열 부분에서도 공정이 상대적으로 큰 TSMC 생산분이 소폭 우세한 것으로 보인다고 한다. 이에 대해 TSMC가 N16 공정 로드맵에서 2단계인 N16+ 공정을 조기에 상용화한 것이 아니냐는 주장이 제기되었다. N16+ 공정이면 삼성전자 시스템 LSI 사업부의 14LPE 공정보다 약간 우위이기 때문이다.[15] 다만, N16+ 공정으로 생산된 최초의 시스템 반도체는 하이실리콘 Kirin 950이라 TSMC와 하이실리콘이 공식적으로 밝힘에 따라 다른 변수 없이 N16 공정에서 생산된 것으로 보인다.

2015년 10월 13일, 톰스하드웨어의 테스트 결과, APL0898와 APL1022 사이의 성능 차이는 사실상 존재하지 않고, 배터리 런타임은 APL0898이 APL1022보다 약 10.76% 정도 더 길다는 결론이 나왔다. 마찬가지로 10월 16일 컨슈머리포트에서도 테스트했었는데, 역시나 배터리 타임 차이는 2% 이하로 거의 존재하지 않았다.

L3 캐시는 기존과 동일한 4MB 용량이다.

2015년 12월 10일, IYD의 테스트 결과, APL0898와 APL1022 간 테스트에서 Geekbench 3를 이용한 테스트만이 유의미한 차이를 보여줬다. APL0898가 APL1022보다 스로틀링으로 성능이 약간 떨어지는데 전력 소모량은 살짝 더 높다는 결과가 나온 것이다. 이는 Geekbench 3 자체가 CPU 리소스 사용량이 높은 편에 속하기 때문에 다른 벤치마크 프로그램이 잡아내지 못하는 부분을 보여주고 있다는 의견도 있다.[16]

2016년 3월 21일(현지시간) 발표된 iPhone SE에 탑재되어 주목받았다. iPhone SE의 해상도가 비교적 낮은 만큼 해당 AP를 탑재한 기기 중 가장 빠른 속도를 보여줄 것으로 기대된다.

2016년 4월 18일, 예전에 Geekbench 3의 연속 구동을 통해 쓰로틀링의 차이를 측정한 IYD에서 iPhone SE를 리뷰하면서 표본 수를 조금 더 늘리고 측정한 결과, 기존의 CPU 풀로드 시 TSMC가 유리하다는 결론이 아닌 의외의 결과가 도출되어[17] 팹 회사간의 편차보다 그냥 각각의 칩 간의 편차가 훨씬 더 크다는 것으로 드러났다.

여담으로 인텔은 자사의 14 nm 공정을 소개할 때 진짜 14nm 공정[18]을 강조했는데 이는 경쟁업체들의 20nm 공정과 14/16nm 공정 간의 차이가 없는 것은 아니지만, 노드 명칭만큼의 밀도 상승을 보이지 않은 점을 그 근거로 들었다.[19] 이렇듯 양쪽 모두 이미 20nm의 파생공정이나 다름없던 상황에서 16nm보다 14nm이 무조건 좋네 마네 하는 이야기를 하는 것 자체가 피상적인 분석이 될 수밖에 없는 이유이며[20] 또한 TSMC A9은 상대적으로 삼성 A9보다 면적이 컸기 때문에 Apple이나 삼성, TSMC만이 알 수 있는 여러 요소를 포함해야 정확한 계산이 가능하다.

때문에 누가 좋네 마네 하는 이야기 자체가 의미가 없다고 볼 수 있다. 드러난 정황만으로 이를 판단할 수 있는 근거는 없고, 만약 공정간의 스피드 게인 차이가 있었다면[21] Apple이 같은 성능을 내게끔 설계했을 것이고, 그럼에도 만약 성능 차이가 난다면 낮은 쪽 성능으로 높은 쪽 성능을 제한했을 게 뻔하기 때문이다. 이후 iPhone 7에서도 Apple은 Intel & Qualcomm 모뎀을 혼용할 때 성능이 낮은 Intel 모뎀에 맞춰 Qualcomm 모뎀에 출력 제한을 걸었다. 문제는 한국에서 유독 삼성의 공정이 TSMC보다 앞선다는 주장이 많은데 이는 삼성이 한국의 기업임과 무관하지 않아 보인다. 심지어 이들은 앞선다는 개념조차 정확히 정의하지도 못하는데, 스피드 게인이 앞서는지 면적이 앞서는지 양산 능력이 앞서는지도 말하지 않고 그냥 앞선다고만 말하니... 이런 주장은 어느 정도 걸러들을 필요가 있다.

벤치마크 결과의 경우, 실제로 삼성전자 시스템 LSI 사업부 생산 모바일 AP를 탑재한 iPhone 6s를 기준으로 할 때 CPU 성능은 Primate Labs의 Geekbench 4 기준, 싱글코어 점수가 약 2,500점으로 측정되었고 멀티코어 점수가 약 4,500점으로 측정되었다. GPU 성능은 Apple Metal API로 측정되는 Primate Labs의 Compute Bench 기준, 약 10,500점으로 측정되었다. Geekbench 5 기준으로는 싱글코어 약 550점, 멀티코어 약 1000점이고 Compute Bench 점수는 약 2500점으로 측정되었다.

2.6.1. A9X

||<tablealign=center><tablewidth=1000><tablebordercolor=#333,#ddd><tablebgcolor=#fff,#1c1d1f><colbgcolor=#333><colcolor=#fff><width=1%> 파트넘버 ||<-2> APL1021-S8001 ||

CPU	Apple Twister 2코어 64 KB + 64 KB L1 Cache // 3 MB L2 Cache
	2.16 GHz	2.26 GHz
명령어 집합	ARMv8-A
GPU	IT PowerVR GT7800+ 12 Cluster 666 MHz
메모리	64-bit 듀얼채널 LPDDR4 1600 MHz
생산 공정	TSMC N16 다이 사이즈: 147 mm² / 트랜지스터 개수: 3B
내장 모뎀	없음
탑재 기기	iPad Pro(9.7형)	iPad Pro(12.9형)

iPad Pro를 위해 만들어진 Apple A9의 파생 모델이며, A8X APL1012의 후속작이다. 코드네임은 Elba이다.

iPad Pro의 공개 시기와 출시 시기의 간격이 약 두 달이나 존재했고 12.9형 iPad Pro의 출시 시기 및 일정이 확정되면서 엠바고가 풀려 성능 테스트 결과 역시 빠르게 올라오고 있다. Geekbench 3는 싱글코어 점수가 약 3,200점, 멀티코어 점수가 약 5,500점으로 측정되며 2.3 GHz 클럭의 듀얼코어 CPU가 탑재된 것이 확인되었다. 멀티코어 점수는 삼성 엑시노스 7420의 점수와 크게 차이나지 않으나, 싱글코어 점수는 2015년 11월 12일 기준, 현존하는 모든 모바일 AP 중 최초로 싱글코어 3000점을 넘겼다. GFX 벤치마크는 OpenGL ES 3.0 API 기준으로 80 Fps에 육박하고 있으며 이는 맥스웰 아키텍처의 NVIDIA Tegra X1 T210보다 우수한 수치이다.

A9과 달리, L3 캐시가 탑재되지 않았는데, 이는 A9X와 함께 탑재되는 LPDDR4 1600 MHz 메인 메모리의 속도(대역폭)이 기존 A9에 탑재된 L3 캐시의 속도에 근접하게 되었기 때문이라고 알려졌다. 캐시 메모리란 빠른 장비와 느린 장비에서 그 속도 차이를 극복하여 최대한의 성능을 발휘할 수 있게 하기 위해, 캐시 적중 실패 시 발생하는 딜레이를 감수하고 사용하는 하이 리스크 하이 리턴의 메모리이다[22]. A9X의 경우처럼 메인 메모리의 속도가 A9에서의 L3 캐시의 속도만큼 충분히 빠르다면, 오히려 L3 캐시 적중 실패 시의 패널티 때문에 성능 저하만 일으킬 뿐이다.

12.9형과 9.7형 모델 사이에 절대적인 성능 차이가 존재하는 이유는 12.9형 모델에 비해 9.7형 모델의 RAM 용량을 절반으로 줄이면서 메모리 모듈도 하나만 들어가게 되었는데, 덩달아 대역폭도 같이 반토막 나버린 것과 0.1 GHz만큼 소폭 낮아진 CPU의 클럭이 원인이다. 그래도 실제 체감 성능인 온스크린에서는 거의 동일한 퍼포먼스를 보여준다. 9tomac 관련 글

벤치마크 결과의 경우, 실제 탑재된 기기인 1세대 12.9형 iPad Pro를 기준으로 할 때 CPU 성능은 Primate Labs의 Geekbench 4 기준, 싱글코어 점수가 약 3,100점으로 측정되었고 멀티코어 점수가 약 5,300점으로 측정되었다. GPU 성능은 Apple Metal API로 측정되는 Primate Labs의 Compute Bench 기준, 약 16,000점으로 측정되었다.

이 칩부터 전량 TSMC에서 생산된다.

2.7. A10 Fusion

||<tablealign=center><tablewidth=1000><tablebordercolor=#333,#ddd><tablebgcolor=#fff,#1c1d1f><colbgcolor=#333><colcolor=#fff><width=10%> 파트넘버 || APL1W24-T8010 ||

CPU	Apple Hurricane 2코어 2.34 GHz + Apple Zephyr 2코어 1.09 GHz 64 KB+ 64 KB L1 Cache // 3 MB L2 Cache // 4 MB L3 Cache
명령어 집합	ARMv8.1-A
GPU	IT PowerVR GT7600 (Apple G9) 900 MHz
메모리	64-bit 싱글채널 LPDDR4 1600 MHz
생산 공정	TSMC N16+ 다이 사이즈: 123.72 mm²[23] / 트랜지스터 개수: 3.3B[24]
내장 모뎀	없음
탑재 기기	iPhone 7, iPhone 7 Plus, iPad(6세대), iPad(7세대), iPod touch(7세대)

A9 APL0898 & APL1022의 후속작으로 iPhone 7 | iPhone 7 Plus와 함께 공개되었다. 코드네임은 Cayman이다.

CPU는 Apple Hurricane을 듀얼코어 구성으로 빅 클러스터를 이루고, Apple Zephyr를 듀얼코어 구성으로 리틀 클러스터로 이뤄서 ARM big.LITTLE 솔루션을 적용한 쿼드 코어 CPU를 탑재했다. 단, HMP 모드는 지원하지 않는다.

GPU는 전작과 동일한 이매지네이션 테크놀로지 PowerVR GT7600을 탑재했다. 다만 Apple 측에서는 PowerVR 네이밍을 떼고 Apple G9이라는 이름을 따로 붙였다. 단순 네이밍 변경 외에도 Apple의 커스터마이징이 가해졌다.

센서 허브의 역할을 수행하는 Apple M10 모션 인식 프로세서를 탑재했다.

메모리 컨트롤러도 탑재해서 LPDDR4 SDRAM, NVMe 규격을 지원한다. 이외에도 위상차 검출 AF를 지원하는 ISP를 탑재했다.

여기에 촬영 및 재생 등을 위한 여러 가지 코덱 및 컨트롤러 등을 탑재한 것으로 보인다.

생산 공정은 TSMC의 N16+ 공정이다.

벤치마크 결과의 경우, 실제 탑재된 기기인 iPhone 7을 기준으로 할 때 CPU 성능은 Primate Labs의 Geekbench 4 기준, 싱글코어 점수가 약 3,500점으로 측정되었고 멀티코어 점수가 약 6,000점으로 측정되었다. GPU 성능은 Apple Metal API로 측정되는 Primate Labs의 Compute Bench 기준, 약 13,000점으로 측정되었다. Apple에 따르면 2개의 고성능 코어는 전작인 A9보다 40% 더 빠르고 A8 대비 50% 더 빠른 퍼포먼스를 낸다고 한다. 또한 1세대 iPhone 대비 성능은 120배 증가했다.

빅 클러스터와 리틀 클러스터를 전부 사용하는 HMP 모드가 적용되어 있지 않고 삼성전자의 엑시노스 5 Octa (5410)와 유사하게 클러스터 마이그레이션으로 스위칭해서 사용한다. 실제 탑재 기기인 iPhone 7 | iPhone 7 Plus 기준으로 초창기 펌웨어에서는 리틀 클러스터를 많이 사용하게 하는 보수적인 스케줄러를 사용해서 전작인 A9 APL0898 & APL1022를 탑재한 iPhone 6s와 비교할 때 대기 상태에서 복귀한 직후의 애플리케이션 실행 속도 등이 떨어지는 문제 등이 있었다. 이후 펌웨어 업데이트를 통해 빅 클러스터를 제때 사용하도록 하여 딜레이를 해결했는데 리틀 클러스터가 사용되던 상황에서 빅 클러스터를 구동시켜 버리니 배터리 타임이 떨어지는 문제가 발생하게 되었다. 이후 배터리 타임 개선 역시 여러 차례에 걸친 펌웨어 업데이트를 통해 개선되었다.

CPU의 멀티코어 성능은 삼성전자의 엑시노스 8 Octa (8890)의 이론적인 조건에서 내는 수치와 비슷하지만 싱글코어 점수는 단연 최강이다. 특히, 엑시노스 8 Octa (8890)는 ARM big.LITTLE 솔루션을 적용한 HMP 모드 지원 옥타코어 CPU를 탑재했다는 점에서 멀티코어 점수가 비슷하다면 이쪽이 더 낫다고 할 수 있다. GPU의 경우 전작인 A9 APL0898 & APL1022와 동일한 구성이지만 공정 개선과 GPU 클럭 향상만으로 최대 50% 수준의 성능 향상을 달성한 것으로 보인다. 이에 대해 big.LITTLE 솔루션 도입으로 인해 전력 면에서 여유가 생긴 것을 GPU 클럭을 높이는 데 사용한 것으로 추정되고 있다. 즉, 전체적으로 A9 APL0898 & APL1022보다 높은 수준의 점수를 내주고 있으며 퀄컴의 퀄컴 스냅드래곤 820 MSM8996과 퀄컴 스냅드래곤 821 MSM8996 Pro보다 높은 점수를 내면서 격차를 벌려놓아서 2016년 말 기준으로 플래그십 스마트폰 디바이스 시장에서 앞서가는 형세를 더욱 굳히게 됐다. 특히, 2017년으로 넘어가서 10LPE 공정에서 생산된 삼성전자의 엑시노스 9 Series (8895)가 공개되었으나, 멀티코어 성능 기준으로 공정 차이와 CPU 코어 수 차이가 있음에도 불구하고 약 15% 정도밖에 떨어지지 않아서 여전히 높은 성능을 보여주고 있다.

훗날 2018년 이후 출시되는 모든 Intel Mac에 탑재되는 보안 칩셋인 Apple T2의 기반이 되었다.

2.7.1. A10X Fusion

||<tablealign=center><tablewidth=1000><tablebordercolor=#333,#ddd><tablebgcolor=#fff,#1c1d1f><colbgcolor=#333><colcolor=#fff><width=10%> 파트넘버 || APL1071-T8011 ||

CPU	Apple Hurricane 3코어 2.36 GHz + Apple Zephyr 3코어 1.3 GHz 64 KB + 64 KB L1 Cache // 8 MB L2 Cache
명령어 집합	ARMv8.1-A
GPU	IT PowerVR GT7800+ 12 Cluster 920 MHz
메모리	64-bit 듀얼채널 LPDDR4 1600 MHz
생산 공정	TSMC N10 다이 사이즈: 96.4 mm²
내장 모뎀	없음
탑재 기기	iPad Pro(10.5형), iPad Pro(12.9형)(2세대), Apple TV 4K

A10 Fusion APL1W24의 성능 강화형 파생 모바일 AP로, A9X APL1021의 후속작이다. 코드네임은 Myst이다. iPad Pro(12.9형)(2세대) | iPad Pro(10.5형)와 함께 공개되었다.

CPU는 Apple Hurricane을 트리플코어 구성으로 빅 클러스터를 이루고, Apple Zephyr를 트리플코어 구성으로 리틀 클러스터로 이뤄서 ARM big.LITTLE 솔루션을 적용한 헥사코어 CPU를 탑재했다. 단, HMP 모드는 지원하지 않는다. A10 Fusion APL1W24와 비교할 때 CPU는 빅 클러스터와 리틀 클러스터 모두 CPU 코어가 1개씩 증가했다.

GPU는 이매지네이션 테크놀로지 PowerVR GT7800+를 도데카 클러스터 구성으로 탑재했다. A10 Fusion APL1W24와 비교할 때 무려 150%의 성능 향상과 함께 약 2배 수준의 전력 효율을 가진다고 한다. 전작인 A9X APL1021와 구성은 동일하지만 공정 미세화로 인해 클럭이 높아지면서 성능이 향상되었다. 또한, A10 Fusion과 유사하게 Apple의 커스터마이징이 진행되었다.

센서 허브의 역할을 수행하는 Apple M10 모션 인식 프로세서를 탑재했다.

메모리 컨트롤러도 탑재해서 LPDDR4 SDRAM, NVMe 규격을 지원한다. 이외에도 위상차 검출 AF를 지원하는 ISP를 탑재했다.

여기에 촬영 및 재생 등을 위한 여러 가지 코덱 및 컨트롤러 등을 탑재한 것으로 보인다.

생산 공정은 TSMC의 N10 공정이다. 해당 공정으로 생산된 최초의 모바일 AP이다.

벤치마크 결과의 경우, 실제 탑재된 기기인 iPad Pro(12.9형)(2세대)를 기준으로 할 때 CPU 성능은 Primate Labs의 Geekbench 4 기준, 싱글코어 점수가 약 3,900점으로 측정되었고 멀티코어 점수가 약 9,400점으로 측정되었다. GPU 성능은 Apple Metal API로 측정되는 Primate Labs의 Compute Bench 기준, 약 30,000 점으로 측정되었다.

결과만 놓고 본다면 CPU 성능은 전작인 A9X APL1021와 비교할 때 약 두 배가량 증가한 수치로 ARM 계열 CPU와 x86-64 계열 CPU를 단순하게 직접적으로 비교하기에는 무리가 있음을 감안해도 MacBook Pro 13(Retina, 2013년 후반 모델)보다 싱글코어 점수가 약 200 점가량 높다고 한다.[25]

2.8. A11 Bionic

||<tablealign=center><tablewidth=1000><tablebordercolor=#333,#ddd><tablebgcolor=#fff,#1c1d1f><colbgcolor=#333><colcolor=#fff><width=10%> 파트넘버 || APL1W72-T8015 ||

CPU	Apple Monsoon 2코어 2.39 GHz + Apple Mistral 4코어 1.69 GHz 64 KB + 64 KB L1 Cache // 8 MB L2 Cache
명령어 집합	ARMv8.2-A
GPU	1세대 자체 디자인 아키텍처 3코어 780 MHz
메모리	64-bit 듀얼채널 LPDDR4X 2133 MHz
NPU	Apple 1st-generation Neural Engine 2코어 600 GOPS(FP16)
생산 공정	TSMC N10 다이 사이즈: 87.66 mm² / 트랜지스터 개수: 4.3B
내장 모뎀	없음
탑재 기기	iPhone 8, iPhone 8 Plus, iPhone X

A10 Fusion APL1W24의 후속작으로, 코드네임은 Skye이다. iPhone 8 | iPhone 8 Plus 그리고 iPhone X과 함께 공개되었다.

CPU는 Apple Monsoon을 듀얼코어 구성으로 빅 클러스터를 이루고, Apple Mistral를 쿼드코어 구성으로 리틀 클러스터로 이뤄서 ARM big.LITTLE 솔루션을 적용한 HMP 모드 지원 헥사코어 CPU를 탑재했다. 전작인 A10 Fusion APL1W24와 비교할 때 빅 클러스터 기준 약 25%의 성능 향상이 있으며 리틀 클러스터 기준 약 70%의 성능 향상이 있다고 한다. 2017년 기준 가장 점수가 좋았던 모바일 AP 중 하나인 엑시노스 9 Series (8895)의 싱글코어 점수 약 2,050점, 멀티코어 점수 약 6,700점과 비교해도 약 1.5배 높은 수준을 보이고 있으며 안드로이드 플래그십 스마트 디바이스에 탑재되는 모바일 AP들과 비교할 때 벤치마크 수치상 역대 최대의 격차를 보였다. 여기에 2018년 모바일 AP인 엑시노스 9 Series (9810)이 싱글코어 점수 약 3,700점, 멀티코어 점수 약 9,000 - 9,100점을 기록했고[26] 스냅드래곤 845 SDM845가 싱글코어 점수 약 2,400점, 멀티코어 점수 약 8,800점을 기록하면서 2018년 2분기 기준으로도 이쪽을 추월하지 못했다. 2018년 iPhone XS보다 약 1달 전에 먼저 공개된 갤럭시 노트9 역시 갤럭시 S9 | S9+와 같은 AP를 탑재하였기에 당연한 결과이지만, 벤치마크 성능에서 공개된 지 11개월 지난 iPhone X보다 뒤처졌다. 즉, 동 세대 플래그십 AP 중 가장 점수가 높다.

Anandtech에 따르면 리틀코어인 Mistral 마이크로아키텍처는 A6에 탑재되었던 Swift 마이크로아키텍처와 동일한 구조를 갖고 있다고 한다. 이는 A12까지 이어지며 리틀코어의 마이크로아키텍처 개선이 이뤄진 A13부터는 구조가 달라진 것으로 보인다.

GPU는 Apple이 처음으로 자체 개발한 1세대 GPU 아키텍처를 트리플코어 구성으로 탑재했다. 전작인 A10 Fusion APL1W24와 비교할 때 약 30%의 성능 향상과 함께 약 2배 수준의 전력 효율 향상이 있었다고 한다. 다만 스냅드래곤 845보다는 GPU 성능이 떨어진다.

인공신경망 프로세서인 NPU는 Apple이 자체 개발한 1세대 Neural Engine을 듀얼코어 구성으로 탑재했다. Apple의 모바일 AP 중에서는 최초이다. Face ID와 연계해 사용하거나 머신 러닝 작업을 별도로 처리한다. 또한, 센서 허브의 역할을 수행하는 Apple M11 모션 인식 프로세서를 탑재했다.

연산 성능은 600 GOPS이며 기계학습에 특화되었다고 한다. 기본적으로 iPhone X에 탑재된 생체인식 솔루션인 Face ID를 위해 사용되지만 iOS의 머신러닝 API인 Core ML을 이용해서 개발자들이 별도의 서버를 이용하지 않고도 기기 내부적으로 머신러닝을 할 수 있도록 해준다고 한다. 기존 Apple의 모바일 AP를 포함해서 다른 ARM 계열 CPU 기반 모바일 AP와 비교할 때 큰 차별점을 가지게 된 이유 중 하나로 지목되고 있다.[27]

메모리 컨트롤러도 탑재해서 LPDDR4X SDRAM, NVMe 규격을 지원한다. 이외에도 위상차 검출 AF를 지원하는 ISP를 탑재했다.

여기에 촬영 및 재생 등을 위한 여러 가지 코덱 및 컨트롤러 등을 탑재한 것으로 보인다.

생산 공정은 TSMC의 N10 공정이다. A10X Fusion APL1071이 해당 공정에서 생산되면서 A9X APL1021에서 A10 Fusion APL1W24로 넘어왔을 때만큼의 성능 향상은 보이지 못했다고 한다. 그렇다 하더라도 절대적인 성능치가 매우 높으며, 별도로 NPU까지 탑재했음에도 불구하고 차지하는 면적이 89.23 mm²에 불과하다. 스냅드래곤 845 SDM845에서 통신 모뎀 솔루션이 차지하는 면적을 뺀 크기와[28] 5 mm² 차이이며 엑시노스 9810에 비하면 훨씬 작은 수준이다.[29]

실제 기기의 CPU 동작 과정을 분석한 결과, 삼성전자의 Turbo Mode와 유사한 조치가 취해진 것이 확인되었다. 리틀 클러스터가 전부 작동할 때의 CPU 클럭은 1.6 GHz이고 싱글코어 구성으로 작동할 때의 CPU 클럭은 1.7 GHz이다.

벤치마크 결과의 경우, 실제 탑재된 기기인 iPhone X을 기준으로 할 때 CPU 성능은 Primate Labs의 Geekbench 4 기준, 싱글코어 점수가 약 4,200점으로 측정되었고 멀티코어 점수가 약 10,400점으로 측정되었다. GPU 성능은 Apple Metal API로 측정되는 Primate Labs의 Compute Bench 기준, 약 15,000점으로 측정되었다. 당시 버전 기준으로 Geekbench에서 1만 점을 넘긴 최초의 모바일 AP이다.

2.9. A12 Bionic

||<tablealign=center><tablewidth=1000><tablebordercolor=#333,#ddd><tablebgcolor=#fff,#1c1d1f><colbgcolor=#333><colcolor=#fff><width=10%> 파트넘버 || APL1W81-T8020 ||

CPU	Apple Vortex 2코어 2.5 GHz + Apple Tempest 4코어 1.54 GHz 128 KB + 128 KB L1 Cache // 8 MB L2 Cache
명령어 집합	ARMv8.3-A
GPU	Apple G11P 4코어 1.1 GHz
NPU	Apple Next-generation Neural Engine 8코어 5 TOPS(FP16)
메모리	64-bit 듀얼 채널 LPDDR4X 2,133 MHz
생산 공정	TSMC N7 다이 사이즈: 83.27 mm² / 트랜지스터 개수: 6.9B
내장 모뎀	없음
탑재 기기	iPhone XS, iPhone XS Max, iPhone XR, iPad Air(3세대), iPad mini(5세대), iPad(8세대), Apple TV 4K(2세대)

A11 Bionic APL1W72의 후속작으로, 코드네임은 Cyprus이다. iPhone XS | iPhone XS Max 그리고 iPhone XR과 함께 공개되었다.

CPU는 Apple Vortex를 듀얼 코어 구성으로 빅 클러스터를 이루고, Apple Tempest를 쿼드코어 구성으로 리틀 클러스터로 이뤄서 ARM big.LITTLE 솔루션을 적용한 HMP 모드 지원 헥사코어 CPU를 탑재했다. 전작인 A11 Bionic APL1W72와 비교할 때 빅 클러스터 기준 약 15%의 성능 향상과 약 40%의 전력 소모율 향상이 있으며 리틀 클러스터 기준 약 50%의 전력 소모율 향상이 있다고 한다.

GPU는 Apple G11P [30]를 쿼드코어 구성으로 탑재했다. 전작인 A11 Bionic APL1W72와 비교할 때 약 50%의 성능 향상이 있다고 한다.

인공신경망 프로세서인 NPU를 탑재했다. Face ID와 연계해 사용하거나 머신 러닝 작업을 별도로 처리한다. 그런데, 파트넘버는 동일하지만 탑재된 기기에 따라 구성이 다르다. 우선 iPhone XS | iPhone XS Max 그리고 iPhone XR에는 Apple Next-generation Neural Engine을 옥타코어 구성으로 탑재했으며 최대 5 TOPS의 성능을 가진다.[31] 다만, A9 APL0898 & APL1022부터 모바일 AP에 내장[32]되었던 모션 인식 프로세서는 탑재되지 않았다. 3세대 iPad Air와 5세대 iPad mini에는 Apple Neural Engine을 탑재한 것으로 보이며[33] 센서 허브의 역할을 수행하는 Apple M12 모션 인식 프로세서를 탑재했다. 나름 8배 이상 향상된 NPU 덕분에 음성 분리, 사진에서 텍스트 등을 추출하는 라이브 텍스트 등의 다양한 머신 러닝이 필수적인 기능을 지원 받게 되면서 2024년에 발표된 iOS 18, iPadOS, tvOS에서 이 칩셋을 내장한 모든 기기가 지원 받는 수혜를 받게되었다.

메모리 컨트롤러도 탑재해서 LPDDR4X SDRAM, NVMe 규격을 지원한다. 이외에도 위상차 검출 AF를 지원하는 ISP를 탑재했다.

여기에 촬영 및 재생 등을 위한 여러 가지 코덱 및 컨트롤러 등을 탑재한 것으로 보인다.

생산 공정은 TSMC의 N7 공정이다. 세계 최초로 7 nm 공정에서 생산된 모바일 AP[34]이다.

벤치마크 결과의 경우, 실제 탑재된 기기인 iPhone XS를 기준으로 할 때 CPU 성능은 Primate Labs의 Geekbench 4 기준, 싱글코어 점수가 약 4,800 점으로 측정되었고 멀티코어 점수가 약 11,000 점으로 측정되었다. GPU 성능은 Apple Metal API로 측정되는 Primate Labs의 Compute Bench 기준, 약 21,000 점으로 측정되었다.

실제 기기의 CPU 동작 과정을 분석한 결과, 삼성전자의 Turbo Mode와 유사한 조치가 취해진 것이 확인되었다. 리틀 클러스터가 전부 작동할 때의 CPU 클럭은 1.53 GHz이고 싱글코어 구성으로 작동할 때의 CPU 클럭은 1.59 GHz이다.

전체적으로 A9 APL0898 & APL1022부터 A11 Bionic APL1W72까지 가파르게 올라가던 성능 향상보다는 전력 소모율의 개선과 머신러닝의 강화로 방향성을 치중한 것 같다는 평가가 나오고 있다.

CPU 성능은 전작인 A11 Bionic APL1W72과 비교해서 점수는 미미하게 상승하였다. 다만, 모바일 AP의 성능뿐만이 아니라 기기의 전체적인 요소들을 고려해 측정하는 Antutu의 경우, iPhone XS 기준으로 약 36만 점을 기록했다고 한다. 일단 L1 Cache의 용량이 늘어나고 NPU가 iPhone XS | iPhone XS Max 그리고 iPhone XR 기준으로 전작인 A11 Bionic APL1W72는 600 GOPS의 성능을 가졌지만 이번에는 8배 가량 높아진 5 TOPS의 성능을 가진 것을 보면 성능 향상은 이루어진 것이 맞지만 전통적인 벤치마크에서는 그동안 새로운 시리즈마다 보여주던 성능 향상폭과는 다르게 점수의 상승치가 크지 않은 편이다.

그간 삼성전자의 엑시노스 시리즈 및 퀄컴의 Snapdragon 시리즈 소속 모바일 AP들이 해왔던 것처럼 배터리 타임을 개선하기 위해 모바일 AP의 전력 소모율을 개선하는 것이 사용자 입장에서 더욱 좋은 현상이라는 해석도 있다. 여기에 2017년 들어서 AI를 기반으로한 여러 소프트웨어들이 주요 콘텐츠로 사용되고 있는 스마트폰 시장의 특성을 고려하면 NPU는 Apple이 가지고 있는 중요하고도 좋은 요소 중 하나[35]이기 때문에 전통적인 성능을 측정하는 부분에서 정체되었다고 해서 크게 문제되지 않을 것이라는 의견도 있다.

2.9.1. A12X Bionic

[36]

||<tablealign=center><tablewidth=1000><tablebordercolor=#333,#ddd><tablebgcolor=#fff,#1c1d1f><colbgcolor=#333><colcolor=#fff><width=10%> 파트넘버 || APL1083-T8027 ||

CPU	Apple Vortex 4코어 2.5 GHz + Apple Tempest 4코어 1.5 GHz 128 KB + 128 KB L1 Cache // 8 MB L2 Cache
명령어 집합	ARMv8.3-A
GPU	Apple G11G 7코어[37] 1,340 MHz
NPU	Apple Next-generation Neural Engine 8코어 5 TOPS(FP16)
메모리	64-bit 듀얼 채널 LPDDR4X 2133 MHz
생산 공정	TSMC N7 다이 사이즈: 122 mm² / 트랜지스터 개수: 10B
내장 모뎀	없음
탑재 기기	iPad Pro(11형), iPad Pro(12.9형)(3세대)

A10X Fusion APL1071의 후속작으로, 코드네임은 Aruba이다. 3세대 12.9형 iPad Pro | 11형 iPad Pro와 함께 공개되었다.

CPU는 Apple Vortex를 쿼드코어 구성으로 빅 클러스터를 이루고, Apple Tempest를 쿼드코어 구성으로 리틀 클러스터로 이뤄서 ARM big.LITTLE 솔루션을 적용한 HMP 모드 지원 옥타코어 CPU를 탑재했다.

GPU는 Apple G11G를 헵타코어 구성으로 탑재했다.

인공신경망 프로세서인 NPU는 Apple Neural Engine을 탑재했다.[38] Face ID와 연계해 사용하거나 머신 러닝 작업을 별도로 처리한다. 또한, 센서 허브의 역할을 수행하는 Apple M12 모션 인식 프로세서를 탑재했다.

메모리 컨트롤러도 탑재해서 LPDDR4X SDRAM, NVMe 규격을 지원한다. 이외에도 위상차 검출 AF를 지원하는 ISP를 탑재했다.

여기에 촬영 및 재생 등을 위한 여러 가지 코덱 및 컨트롤러 등을 탑재한 것으로 보인다.

생산 공정은 TSMC의 N7 공정이다.

벤치마크 결과의 경우, 실제 탑재된 기기인 3세대 12.9형 iPad Pro를 기준으로 할 때 CPU 성능은 Primate Labs의 Geekbench 4 기준, 싱글코어 점수가 약 5,000 점으로 측정되었고 멀티코어 점수가 약 18,000 점으로 측정되었다. GPU 성능은 Apple Metal API로 측정되는 Primate Labs의 Compute Bench 기준, 약 44,000 점으로 측정되었다.

CPU 성능에 대해서는 동일한 Primate Labs의 Geekbench 4 기준으로 인텔의 8세대 i5-8400와 동급 내지 하위 호환 수준의 점수를 뽑아주고 있다. 특히, 해당 프로세서가 일반 데스크톱 타깃 프로세서임을 감안한다면 모바일 AP에서 이 정도 뽑아내는 것은 연산력이 매우 높다고 할 수 있다.[39]

GPU 성능에 대해서 Apple은 Microsoft의 Xbox One S에 탑재된 GPU보다 높다고 밝히고 있다. 또한 Primate Labs의 Compute Bench 기준으로 44,000점을 기록하였다. 이는 MacBook Pro 13형 2018년형의 Iris Plus 655의 성능을 능가하며 MacBook Pro 15형 기본모델의 Radeon Pro 555X의 성능보다는 열세인 수준이다. 전체적으로 GPU 성능은 엔비디아의 GeForce GT 1030과 비슷한 성능으로 취급되고 있다. 게이밍 성능과 실시간 3D 렌더링 성능 지표로 자주 인용되는 GFX Bench에서는 AMD Radeon Pro 555x를 능가하며 Intel Iris Plus 655와는 2배 이상의 격차를 보여주고 있다. A12X의 개량형인 A12Z를 탑재한 DTK에서 Rosetta 2로 구동된 섀도우 오브 더 툼 레이더의 준수한 전성비는 이러한 Apple GPU의 높은 성능에 기인한 것이다.

해당 AP를 마지막으로 AX 네이밍은 더 이상 쓰이지 않으며 A12X / A12Z의 후속 AP는 Apple M 시리즈로 계승되었다. 7코어 GPU M1과 8코어 GPU M1은 각각 A12X, A12Z의 후신으로 볼 수 있다.

2.9.2. A12Z Bionic

[40]

||<tablealign=center><tablewidth=1000><tablebordercolor=#333,#ddd><tablebgcolor=#fff,#1c1d1f><colbgcolor=#333><colcolor=#fff><width=10%> 파트넘버 || APL1083-T8027 ||

CPU	Apple Vortex 4코어 2.5 GHz + Apple Tempest 4코어 1.5 GHz 128 KB + 128 KB L1 Cache // 8 MB L2 Cache
명령어 집합	ARMv8.3-A
GPU	Apple G11G 8코어 1,340 MHz GPU
NPU	Apple Next-generation Neural Engine 8코어 5 TOPS(FP16)
메모리	64-bit 듀얼채널 LPDDR4X 2133 MHz
생산 공정	TSMC N7 다이 사이즈: 122 mm² / 트랜지스터 개수: 10B
내장 모뎀	없음
탑재 기기	iPad Pro(11형)(2세대), iPad Pro(12.9형)(4세대), 개발자 전환 키트

A12X Bionic APL1083의 개선형 AP로, 코드네임은 Aruba이다. 4세대 12.9형 iPad Pro 및 2세대 11형 iPad Pro와 함께 공개되었다.

CPU는 A12X Bionic과 동일하다.

GPU는 A12X Bionic과 동일한 아키텍처를 옥타코어 구성으로 탑재했다.

인공신경망 프로세서인 NPU는 A12X Bionic과 동일하다. Face ID와 연계해 사용하거나 머신 러닝 작업을 별도로 처리한다. 또한, 센서 허브의 역할을 수행하는 Apple M12 모션 인식 프로세서를 탑재했다.

메모리 컨트롤러도 탑재했다. 그러나 지원 규격에 대해서는 공개일 기준, 알려지지 않았다. 이외에도 위상차 검출 AF를 지원하는 ISP를 탑재했다.

여기에 촬영 및 재생 등을 위한 여러 가지 코덱 및 컨트롤러 등을 탑재한 것으로 보인다.

생산 공정은 TSMC의 N7 공정이다.

링크를 보면 A12Z는 단순히 기존 A12X에서 비활성화되어 있던 GPU 코어 1개를 다시 활성화한 것에 불과하다는 주장이 제기되었는데, 평면도 분석 결과 사실로 밝혀졌다. 즉, 전작인 A12X와의 차이는 GPU 코어가 1개 늘어난 것 빼고는 없다.

WWDC20에서 A12Z 칩을 그대로 사용해 macOS 구동을 시연했다. 또한 ARM Mac의 호환성 체크를 위한 개발자용 Mac 기기를 500달러에 대여하는 서비스도 시작했는데, 이 기기에도 A12Z가 탑재되었다. 단, 원본 그대로는 아니고 RAM이 16GB로 올라갔다. 근데 이걸 가지고 Mac에서 5GB 가량의 포토샵 사진을 끊김없이 실시간 처리하고, 4K 영상 여러 개를 실시간으로 렌더링하는 우수한 성능을 보여주었으며, Rosetta 2를 통한 x86 에뮬레이션이라는 불리한 환경에서도 섀도 오브 더 툼 레이더를 1080p로 구동해내는 모습을 보여줬다.

데스크탑용 벤치마크 툴인 Cinebench R23 버전이 업데이트되면서 ARM 기반 macOS를 지원하기 시작했다. 여기서 저번 6월에 공개되었던 A12Z Bionic이 탑재된 개발자 킷의 밴치마크가 유출되었는데, 점수는 싱글 987점 / 멀티 4,530점으로 나왔다. 이는 AMD Ryzen 5 2400G와 대등소이한 점수다. 랩탑 라인업에서는 Intel Core i5-1035G7과 비슷하다.

2.10. A13 Bionic

||<tablealign=center><tablewidth=1000><tablebordercolor=#333,#ddd><tablebgcolor=#fff,#1c1d1f><colbgcolor=#333><colcolor=#fff><width=10%> 파트넘버 || APL1W85-T8030 ||

CPU	Apple Lightning 2코어 2.67 GHz + Apple Thunder 4코어 1.73 GHz 128 KB L1 명령어 캐시 + 128 KB L1 데이터 캐시 / 8MB L2 캐시 16 MB 시스템 캐시
명령어 집합	ARMv8.4-A
GPU	3세대 자체 디자인 아키텍처 4코어 1,230 MHz 16 EUs 256 ALUs
NPU	3세대 자체 디자인 Neural Engine 8코어 6 TOPS(FP16)
메모리	16-Bit 쿼드 채널 LPDDR4X 2,133 MHz 전송 속도: 4,266 MT/s, 대역폭: 34.1 GB/s
생산 공정	TSMC N7P 다이 사이즈: 98.48 mm² / 트랜지스터 개수: 8.5B
내장 모뎀	없음
탑재 기기	iPhone 11, iPhone 11 Pro, iPhone 11 Pro Max, iPhone SE(2세대), iPad(9세대), Studio Display

A12 Bionic APL1W81의 후속작으로, 코드네임은 Cebu이다. iPhone 11 | iPhone 11 Pro | iPhone 11 Pro Max와 함께 공개되었다.

CPU는 ARM big.LITTLE 기술을 채용하여 듀얼 코어 Lightning을 빅 클러스터로, 쿼드 코어 Thunder를 리틀 클러스터로 구성하였으며, 전작 대비 빅 클러스터 기준 약 20%의 성능 향상과 약 30%의 전력 소모율 향상이 있고 리틀 클러스터 기준 약 20%의 성능 향상과 약 40%의 전력 소모율 향상이 있다고 한다.

또한 CPU에 NPU와는 별개로 AMX 블록이라는 기계 학습 가속기가 들어가, 기계 학습 연산력이 A12 대비 6배 증가했다. NPU와는 달리 Apple Lightning 내부에 포함되어 있다. 코어 내부의 LS 유닛이 AMX 명령을 수행한다. NPU는 머신 러닝 모델을 이용하는 Inference에 특화된 블록이고, AMX는 머신 러닝 모델을 학습시키는 작업에 특화되어 있다.

GPU는 3세대 디자인 GPU 아키텍처를 쿼드코어 구성으로 탑재했다. 전작 대비 약 20%의 성능 향상과 약 40%의 전력 소모율 향상이 있다고 한다.

NPU는 8코어가 들어가며 A12 대비 20% 더 빠르고 15% 더 낮은 전력을 소모한다.

이외에도 위상차 검출 AF를 지원하는 ISP와, 영상 인코딩/디코딩을 위한 전용 하드웨어를 탑재한 것으로 보인다.

생산 공정은 TSMC의 N7 Performance-Enhanced Version 공정이다.

벤치마크 결과의 경우, iPhone 11을 기준으로 할 때 CPU 성능은 Geekbench 4 기준, 싱글코어 점수가 약 5,400점으로 측정되었고 멀티코어 점수가 약 13,800점으로 측정되었으며 Geekbench 5 기준, 싱글 코어 점수가 약 1,350점으로 측정되었고 멀티 코어 점수가 약 3,300점으로 측정되었다. GPU 성능은 Apple Metal로 측정되는 Compute Bench 기준, 약 29,000점으로 측정되었다.

Anandtech에서 A13 Bionic을 분석한 결과 전작인 A12 Bionic에 비해 클럭은 성능 코어의 경우 6% 오른 2.67GHz로 효율 코어는 최대 12.3% 증가한 1.73GHz로 작동한다고 밝혀졌다.[41] 특히 효율 코어의 경우 전작인 A12보다 마이크로아키텍처에서 많은 부분이 변경되었는데 이로 인해 얻은 IPC 향상은 최대 39%라는 뛰어난 모습을 보여주고 있다. 이는 경쟁사의 리틀 코어인 Cortex-A55보다 2.5배 ~ 3배 정도 뛰어난 성능이며, 전성비는 그것의 두 배이다.

2.11. A14 Bionic

||<tablealign=center><tablewidth=1000><tablebordercolor=#333,#ddd><tablebgcolor=#fff,#1c1d1f><colbgcolor=#333><colcolor=#fff><width=10%> 파트넘버 || APL1W01-T8101 ||

CPU	Apple Firestorm 2코어 2.99 GHz + Apple Icestorm 4코어 1.82 GHz Firestorm: 192 KB L1 명령어 캐시 + 128 KB L1 데이터 캐시 / 8 MB L2 공유 캐시 Icestorm: 128 KB L1 명령어 캐시 + 64 KB L1 데이터 캐시 / 4 MB L2 공유 캐시 16 MB 시스템 캐시
명령어 집합	ARMv8.5-A
GPU	Apple G13 4코어 1,278 MHz 16 EUs 256 ALUs
NPU	16코어 4세대 Apple Neural Engine 11 TOPS(FP16)
메모리	16-Bit 쿼드 채널 LPDDR4X[42] 2,133 MHz 전송 속도: 4,266 MT/s, 대역폭: 34.1 GB/s
생산 공정	TSMC N5 다이 사이즈: 88 mm² / 트랜지스터 개수: 11.8B
내장 모뎀	없음
탑재 기기	iPad Air(4세대), iPad(10세대), iPhone 12, iPhone 12 mini, iPhone 12 Pro, iPhone 12 Pro Max

A13 Bionic APL1W85의 후속작으로, 코드네임은 Sicily이다. iPad Air(4세대)와 함께 공개되었다.[43]

CPU는 ARM big.LITTLE 기술을 채용하여 2코어 Apple Firestorm을 빅 클러스터로, 4코어 Apple Icestorm을 리틀 클러스터로 구성하였으며, Apple A12 Bionic APL1W81 대비 약 40%의 성능 향상과 약 20%의 전력 소모율 향상이 있다고 한다. Apple A13 Bionic APL1W85와 비교하면 약 16%의 성능 향상폭을 가진 셈이다.

Apple Firestorm은 8-Wide 디코더 구조를 가지는데, 이는 A17 Pro의 2세대 Apple Everest 출시 전까지 현용 CPU 역사상 가장 넓은 아키텍처에 속했다. 아직 출시되지 않은 IBM POWER10, 그리고 태어나지 못한 채로 프로젝트가 드랍이 된 SARC의 Exynos M6만이 이 정도의 코어 규모를 가진다고 한다. 백엔드 면에서도 Apple의 Firestorm은 7개의 정수 실행 유닛과 전작 대비 33% 확장된 4개의 FP/Vector 연산 유닛을 보유한다. 이를 통하여 약 3GHz의 클럭에서도 약 5GHz 전후로 작동이 되는 x86 CPU들을 SPECint/fp 기준 1코어 성능 비교에서 비등한 성능을 내고 있으며, AMD와 인텔의 x86 코어가 약 20W로 작동할 때, Apple의 Firestorm은 DRAM과 전력 레귤레이터까지 포함한 칩셋 전체 전력소모를 약 4~5W 선으로 억제하는 데 성공하였다.

또한 아난드텍이 커널을 분석해 얻어낸 결과에 따르면, 192KB라는 거대한 명령어 캐시를 가진 것으로 밝혀졌다. 이는 경쟁 ARM 코어 대비 3배나 되는 크기이며 현대의 x86 아키텍처 대비 6배나 되는 크기이다. 게다가 거대한 용량에도 불구하고 캐시 액세스 시간이 3 사이클에 불과하다. AMD의 32KB 캐시는 액세스 시간이 4 사이클이며 인텔 서니코브의 48KB 캐시는 5 사이클의 액세스 시간이 걸린다. 또한 리틀 코어의 명령어 캐시도 128KB로 경쟁사 빅 코어보다도 훨씬 큰 크기를 가진다.

GPU는 Apple G13을 4코어 구성으로 탑재했다. Apple A12 Bionic APL1W81 대비 약 30%의 성능 향상과 약 xx%의 전력 효율 향상이 있다고 한다. Apple A13 Bionic APL1W85와 비교하면 약 8%의 향상폭을 가진 셈이다.

NPU는 4세대 Neural Engine을 16코어 구성으로 탑재했다. 공정 미세화로 확보한 트랜지스터는 거의 다 Neural Engine의 성능 향상에 투자한 것으로 보인다. Apple 발표치에 따르면 성능은 11 TOPS이다.

CPU에는 NPU와는 별개로 AMX 블록이라는 2세대 기계 학습 가속기가 들어가, 기계 학습 연산력이 A12 대비 10배 증가했다.

이외에도 위상차 검출 AF를 지원하는 ISP와, 영상 인코딩/디코딩을 위한 전용 하드웨어를 탑재한 것으로 보인다.

생산 공정은 TSMC의 N5 공정이다. 5nm 공정 프로세서는 모바일 AP 중 최초이다. 트랜지스터 수는 Apple A13 Bionic APL1W85의 85억 개에서 118억 개로 약 38% 증가하였다고 한다.

벤치마크 공개 전, 공정 미세화를 통하여 성능 향상 보다는 5G에 대비하여 칩의 전력 효율 향상에 베팅하였다는 추정이 있다. 유명 IT 팁스터 아이스 유니버스가 공개한 AnTutu 벤치마크 결과에서도 A13 Bionic 대비 성능 향상 폭은 상당히 적다는 것을 확인할 수 있고, 아이스 유니버스도 전력 소모와 발열, AI 성능을 개선하는데 중점을 둔 것 같다고 추측했다. Apple이 자체 모뎀을 만드는 데에 고전하고 있다는 점[44]과 iOS 14의 신기능들이 AI에 의존한다는 점을 감안하면 상당히 신빙성 있는 추측이다.

2020년 10월 3일, Geekbench에 벤치마크 결과가 등록되었다. Geekbench 5 기준, 싱글코어 점수는 1,583점, 멀티코어 점수는 4,198점으로 측정되었다. A13 Bionic 대비 약 18~19% 정도 향상된 것으로 확인된다.

GPU의 경우 Wild life Extreme 벤치마크에서 2,229점을 기록했다. 또한 FP32 1.2TFLOPS, 38Gpixel/s의 성능이 나온다.

2.12. A15 Bionic


<rowcolor=white> 패키지 샷	일러스트

||<tablealign=center><tablewidth=1000><tablebordercolor=#333,#ddd><tablebgcolor=#fff,#1c1d1f><colbgcolor=#333><colcolor=#fff><width=10%> 파트넘버 ||<-4> APL1W07-T8110 ||

CPU	2코어 Apple Avalanche + 4코어 Apple Blizzard Avalanche: 192 KB L1 명령어 캐시 + 128 KB L1 데이터 캐시 / 12 MB L2 공유 캐시 Blizzard: 128 KB L1 명령어 캐시 + 64 KB L1 데이터 캐시 / 4 MB L2 공유 캐시[45] 32 MB 시스템 캐시
	2.93 GHz + 1.82 GHz	3.23 GHz + 2.02 GHz
GPU	Apple G14 1,338 MHz
	5코어 20 EUs 640 ALUs		4코어 16 EUs 512 ALUs
명령어 집합	ARMv8.6-A
NPU	16코어 5세대 Apple Neural Engine 15.8 TOPS(FP16)
메모리	16-Bit 쿼드 채널 LPDDR4X 2,133 MHz 전송 속도: 4,266 MT/s, 대역폭: 34.1 GB/s
생산 공정	TSMC N5P 다이 사이즈: 107.68 mm² / 트랜지스터 개수: 15B
내장 모뎀	없음
탑재 기기	iPad mini(6세대)	iPhone 13 Pro, iPhone 13 Pro Max, iPhone 14, iPhone 14 Plus	iPhone 13 mini, iPhone 13, iPhone SE(3세대), Apple TV 4K(3세대)

A14 Bionic APL1W01의 후속작으로, 코드네임은 Ellis이다. iPad mini(6세대), iPhone 13 시리즈와 함께 공개되었다.

CPU는 ARM big.LITTLE 기술을 채용하여 2코어 Apple Avalanche를 빅 코어로, 4코어 Apple Blizzard를 리틀 코어로 구성했다. IPC의 향상에 관한 정확한 자료는 존재하지 않으나, 벤치마크 결과로 미루어볼 때 전작 대비 싱글 코어는 약 10%, 멀티 코어는 18% 정도 향상된 것으로 보인다. 다만 공정 개선이 없었고 아키텍처의 개선도 크지 않았는지 A14 대비 딱 클럭 오른 만큼만 성능이 올랐고 기존보다 클럭을 올려서 CPU의 전성비는 되려 A14보다 미세하게 떨어지는 것으로 측정되었다.[46]

GPU는 Apple G14를 5코어 구성으로 탑재했다. 단, iPad mini(6세대), iPhone 13 Pro, iPhone 13 Pro Max, iPhone 14, iPhone 14 Plus에만 온전한 5코어 GPU가 들어가며, iPhone 13 mini와 iPhone 13, iPhone SE(3세대), 그리고 Apple TV 4K(3세대)는 4코어로 GPU 코어 1개를 비활성화하는 방식으로 세그먼트 구분을 두었다.[47] 5코어 GPU 기준 전작인 Apple A14 Bionic APL1W01 대비 약 55%의 성능과 35% 정도의 전력 효율이 향상되었다. 4코어 GPU 기준으로도 전작 대비 약 15%의 성능 향상을 가진다.

GPU 전성비 또한 상당한 수준으로 상승했는데, GFX 벤치마크에서 샤오미 Mi 11에 탑재된 퀄컴 스냅드래곤 888 대비 2배 더 높은 전성비를 보인다. 벤치마크 결과 A15 Bionic의 저전력 모드 성능이 퀄컴 스냅드래곤 888의 최고 성능 모드보다 15% 더 높으면서도 전력 소모는 33% 수준으로 3.5배 더 높은 전성비를 보여주었다.

NPU는 5세대 Apple Neural Engine을 16코어 구성으로 탑재했다. Apple의 발표에 따르면 성능은 전작 대비 43.6% 향상되어 최대 15.8TOPS이며, 새로운 시네마틱 모드와 스마트 HDR 4를 구동한다고 한다.[48] iPhone 14에서는 새롭게 추가된 Photonic Engine도 같이 구동한다.

이외에도 위상차 검출 AF를 지원하는 ISP와, 영상 인코딩/디코딩을 위한 전용 하드웨어에 더하여, iPhone 13 Pro 시리즈의 ProRes 동영상 촬영을 위한 하드웨어, ProMotion을 위한 새로운 디스플레이 엔진도 탑재했다. 시스템 캐시도 전작 대비 두 배나 늘어났다.

생산 공정은 TSMC의 N5P 공정이다. 트랜지스터 수는 전작인 Apple A14 Bionic APL1W01의 118억 개에서 150억 개로 약 27% 증가하였다. 기존 Apple M1의 160억 개와 유사할 정도로 트랜지스터 수가 크게 늘었는데, 늘어난 트랜지스터의 상당수는 CPU보다 코덱과 관련된 언코어와 NPU 쪽에 우선적으로 투자된 것으로 보인다. CPU의 성능 향상은 공정 개선으로 인한 약 10%의 클럭 향상이 전부이다. 즉, 직접적인 성능 향상보다는 새로운 카메라나 디스플레이 등의 보이지 않는 요소에 집중한 것.

벤치마크 결과, CPU는 Geekbench 5 기준 싱글코어 점수가 1,745점, 멀티코어 점수는 5,030점으로 측정되었다. 그런데 iPad mini(6세대)의 경우, 모종의 이유로 CPU 클럭이 각각 0.3 GHz, 0.2 GHz씩 다운클럭되어 들어갔기 때문에 CPU 성능은 좀 더 낮게 나온다. GPU는 Metal로 측정되는 Geekbench 5 기준 5코어 모델이 14,216점으로 전작 대비 5,000점 이상 올랐다. 4코어인 iPhone 13 시리즈 기준으로는 10,610점이다.

Apple은 다른 모든 경쟁사의 칩보다 CPU는 50%, GPU는 30% 더 빠르다고 발표했는데, CPU의 경우 실제로는 대략 62%로 발표치보다 더 빠르다.

아난드텍 분석 결과, 빅 코어 하나의 정수 성능이 AMD의 5950X 코어 하나와 비슷하다고 한다.

iPhone 14, iPhone 14 Plus에 탑재되면서 iPhone 13보다 방열 설계를 개선하였다고 밝힘에 따라, 지속 성능 향상이 있을 것으로 보인다.

2.13. A16 Bionic


<rowcolor=white> 패키지 샷	일러스트

||<tablealign=center><tablewidth=1000><tablebordercolor=#333,#ddd><tablebgcolor=#fff,#1c1d1f><colbgcolor=#333><colcolor=#fff><width=10%> 파트넘버 || APL1W10-T8120 ||

CPU	2코어 Apple Everest 3.46 GHz + 4코어 Apple Sawtooth 2.02 GHz Everest: 192 KB L1 명령어 캐시 + 128 KB L1 데이터 캐시 / 16 MB L2 공유 캐시 Sawtooth: 128 KB L1 명령어 캐시 + 64 KB L1 데이터 캐시 / 4 MB L2 공유 캐시 24 MB 시스템 캐시
GPU	5코어 Apple G14 1,338 MHz 20 EUs 640 ALUs
NPU	16코어 6세대 Apple Neural Engine 17 TOPS(FP16)
메모리	16-Bit 쿼드 채널 LPDDR5 3,200 MHz 전송 속도: 6,400 MT/s, 대역폭: 51.2 GB/s
명령어 집합	ARMv8.6-A
생산 공정	TSMC N4 다이 사이즈: 112.75 mm² / 트랜지스터 개수: 16B
내장 모뎀	없음
탑재 기기	iPhone 14 Pro, iPhone 14 Pro Max, iPhone 15, iPhone 15 Plus

A15 Bionic APL1W07의 후속작으로, 코드네임은 Crete이다. iPhone 14 Pro 시리즈와 함께 공개되었다.

CPU는 ARM big.LITTLE 기술을 채용하여 2코어 Apple Everest를 빅 코어로, 4코어 Apple Sawtooth를 리틀 코어로 구성했다. Apple의 발표에 따르면 효율 코어의 전력 소모를 경쟁사의 최고 효율 코어 대비 3분의 1로 줄였다고 한다. 이외에 기존 A15 칩셋 대비 20%의 전력 사용량을 절감하였다. 이는 전력 대 성능비로는 25% 향상된 결과이다.

GPU는 전작과 동일한 Apple G14를 5코어 구성으로 탑재했다. 개선된 공정과 방열 설계, 메모리 변경으로 인한 대역폭 증가로 3DMark Wildlife Extreme 벤치마크 기준, 기존 A15 5코어 칩셋 대비 약 10% 정도 성능이 향상되었다. 외부적인 요인을 제외하고 아키텍처 자체만 놓고 보면 거의 변경점이 없어 성능 향상은 미미하다. A14 - A15 간의 GPU 성능 향상폭을 감안하면 이번 세대에서는 아쉬운 모습이다. 물론 Apple이 이번 프로세서는 성능보다 전력 효율에 중점을 두었다고 언급한 만큼, 풀 로드 시 소폭 감소된 소비 전력과 개선된 방열 설계 덕에 전작 A15의 단점으로 지적되던 지속 부하 시 발열과 성능이 개선된 모습을 보여주었다.

NPU는 6세대 Apple Neural Engine을 16코어 구성으로 탑재했다. 17 TOPS의 성능을 가지며, 새로운 Photonic Engine 등을 구동한다.

메모리는 LPDDR5 규격을 채용하여 GPU의 메모리 엑세스 대역폭이 50% 향상되었다. A 시리즈에서는 최초로 LPDDR5 규격을 지원한다.

이외에도 위상차 검출 AF를 지원하는 ISP와, 영상 인코딩/디코딩을 위한 전용 하드웨어에 더하여, ProRes 동영상 촬영을 위한 하드웨어를 탑재하고, 디스플레이 엔진에 상시표시형 디스플레이를 위한 1 Hz 주사율 지원과 Dynamic Island를 위한 전담 안티에일리어싱 하드웨어가 추가되었다.

TSMC N4 공정으로 제조되었다. 숫자 표기 때문에 4 nm 공정으로 단정지을 수도 있지만, 실제로는 TSMC의 N5, N5P에 비해 성능과 전력 효율이 향상된 사실상의 5 nm 공정이다. 트랜지스터 개수는 전작 대비 10억 개 증가한 160억 개로 Apple M1과 동일하다.

싱글코어 1,887점, 멀티코어 5,455점의 iPhone 14 Pro의 Geekbench 벤치마크 결과가 게시되었다. 기기들의 평균 점수를 표시하는 iOS Geekbench 차트에 따르면 전작인 iPhone 13 Pro의 경우 싱글코어 1,707점, 멀티코어 4,659점으로, 신작의 경우 싱글코어와 멀티코어 성능 각각 약 10.5%, 17.1%씩 향상된 것이다[49].

전작 대비 GPU 성능 향상폭이 작았던 탓에, GPU 성능에 한해서는 2022년 하반기에 발표된 퀄컴 스냅드래곤 8 Gen 2에게 역전당했다. 물론 실제 게이밍에서는 GPU뿐만 아니라 CPU에도 상당한 연산량을 요구하기 때문에, 여전히 CPU 성능과 전성비가 Apple Silicon 대비 많이 밀리는 안드로이드 계열 SoC들보다 여전히 더 높은 성능을 보여준다.[50] 여러모로 GPU 한정으로는 여태까지 거머쥐었던 강점이 희석되어버린 상황이기에, 차세대에서 경쟁이 되려면 Apple 또한 공정 미세화나 GPU 아키텍처 변경 등으로 성능을 높은 폭으로 향상시켜야 하는 상황이다. 한편, 이에 대해 MacRumors에서는 본래 A16에서는 레이 트레이싱 가속을 포함한 새로운 GPU를 적용할 계획으로 개발이 진행되었으나 막바지쯤 발생한 배터리에 치명적인 수준의 전력 소모, 발열의 문제를 해결할 시간적 여유가 없었기 때문에 이 설계를 폐기하고 A15의 GPU와 유사한 설계로 갈 수밖에 없었다는 내용의 기사를 냈다.

2.14. A17 Pro


<rowcolor=white> 패키지 샷	일러스트

||<tablealign=center><tablewidth=1000><tablebordercolor=#333,#ddd><tablebgcolor=#fff,#1c1d1f><colbgcolor=#333><colcolor=#fff><width=10%> 파트넘버 ||<-2> APL1V02-T8130 ||

CPU	2코어 Apple Everest 3.78 GHz + 4코어 Apple Sawtooth 2.11 GHz Everest: 192 KB L1 명령어 캐시 + 128 KB L1 데이터 캐시 / 16 MB L2 공유 캐시 Sawtooth: 128 KB L1 명령어 캐시 + 64 KB L1 데이터 캐시 / 4 MB L2 공유 캐시 24 MB 시스템 캐시
GPU	6코어 Apple G16 1,398 MHz 24 EUs 768 ALUs	5코어 Apple G16 1,398 MHz 20 EUs 640 ALUs
NPU	16코어 7세대 Apple Neural Engine 35 TOPS(INT8)
내장 엔진	ProRes 코덱 가속 엔진, 디스플레이 엔진, AV1 디코딩 엔진
메모리	16-Bit 쿼드 채널 LPDDR5 3,200 MHz 전송 속도: 6,400 MT/s, 대역폭: 51.2 GB/s
명령어 집합	ARMv8.6-A
생산 공정	TSMC N3B 다이 사이즈: 103.8mm² / 트랜지스터 개수: 19B
내장 모뎀	없음
탑재 기기	iPhone 15 Pro, iPhone 15 Pro Max	iPad mini(A17 Pro 모델)

A16 Bionic APL1W10의 후속작으로, 코드네임은 Coll[51]이다. iPhone 15 Pro 시리즈와 함께 공개되었으며, A11 Bionic부터 사용된 Bionic(바이오닉)이란 접미사가 아닌 Pro(프로)로 변경되었다. 또한 A16 Bionic까지 존재하던 패키지 외부의 SoC 이름 각인이 삭제되고 Apple 로고의 디자인으로 변경되었다.

CPU는 ARM big.LITTLE 기술을 채용하여 2코어 2세대 Apple Everest를 빅 코어로, 4코어 2세대 Apple Sawtooth를 리틀 코어로 구성했는데, 두 아키텍처 모두 전작의 명칭이 유지되었다. 다만 A17 Pro의 Everest는 파이프라인 구조가 변경되었으며, 9-Wide 디코더로 더 확장되어 가장 넓은 아키텍처의 기록을 다시 썼다. Sawtooth도 5-Wide로 확장되고 경쟁작 대비 최대 3배 좋은 전성비를 보여준다고 한다. Apple은 키노트에서 자체 성능이 최대 10% 빨라졌다고 밝혔다.

GPU는 Apple G16이 6코어 구성으로 탑재되었으며, 최대 20% 더 빨라졌다고 밝혔다[52]. 또한, 메시 셰이딩과 하드웨어 레이 트레이싱 가속을 지원하며, MetalFX 업스케일링을 통해 GPU와 Neural Engine이 작업을 분담하여 전력 소모를 줄일 수 있다. 그리고 Dynamic Caching 기술을 통해 GPU가 메모리에 각 작업당 정확히 필요한 용량만을 능동적으로 할당하며, 낭비를 줄여 메모리를 더 효율적으로 활용할 수 있게 돕는다.

NPU는 7세대 Apple Neural Engine을 16코어 구성으로 탑재했다. INT8 기준 35 TOPS의 성능을 가진다. 전작까지는 Apple에서 FP16을 기준으로 NPU 성능 수치를 측정하였으나, 7세대 Neural Engine부터는 측정 기준을 INT8로 바꾸었다.

메모리는 전작과 같은 LPDDR5 규격을 채용하였다. iPhone 15 Pro 시리즈에는 8GB 구성으로 탑재된다.

이외에도 위상차 검출 AF를 지원하는 ISP와, 영상 인코딩/디코딩을 위한 전용 하드웨어에 더하여, ProRes 코덱 가속 엔진, 디스플레이 엔진, 최대 10Gbps 속도를 지원하는 USB 3.1 Gen 2 컨트롤러가 추가되었다. 또한, Apple Silicon 중 최초로 하드웨어 AV1 가속을 지원한다.

제조 공정은 TSMC N3B 공정이다. 성능 코어는 3-2 FinFLEX, 효율 코어와 GPU는 2-1 FinFLEX, DSP&ISP는 2-2 FinFLEX를 채택했다. 트랜지스터 개수는 전작 대비 30억 개 증가한 190억 개이다.

Geekbench 6 점수 평균값은 싱글 2900점, 멀티 7200점가량으로, 싱글 2550점, 멀티 6500점가량이 나오는 iPhone 14 Pro 대비 싱글코어 14%, 멀티코어 10% 정도의 성능 향상을 보여 Apple 측에서 발표 당시 주장한 수치보다 좀 더 높은 성능 향상폭을 보인다.

GPU는 Geekbench 6 Metal 점수가 기준 27,359점으로, 전작의 22,934점 대비 20% 향상되었으며, GFXbench 5.0 기준으로는 전작 대비 20.8% 향상되어 딱 Apple이 발표한 만큼의 성능 향상폭을 보인다.

N3B 공정과 빅 코어 아키텍처의 IPC/전성비 향상폭이 생각만큼 크지 않았던 탓인지[53] 최대 동작클럭이 굉장히 높게 설정되어 있고, 이 최대 동작 클럭에서는 싱글 부스트시 빅 코어 1개당 최대 4W, 모든 코어 풀 로드 상태에서는 15W 가량의 엄청난 전력값까지 올라갔다가 빠르게 쓰로틀링이 걸려 A16 Bionic의 피크 성능과 비슷한 수준으로 내려오는 모습을 보인다. 다만 이는 최대 동작 클럭 기준이며, 최대 클럭에 근접하지 않은 나머지 구간에서는 전부 A16 Bionic 대비 동일 내지 향상된 전성비를 보여준다.

2024년 10월 출시된 iPad mini(A17 Pro 모델)에는 GPU 코어 하나가 빠진 컷칩 구성으로 탑재된다.

2.15. A18

파일:A18.jpg
<rowcolor=white> 패키지 샷	일러스트

||<tablealign=center><tablewidth=1000><tablebordercolor=#333,#ddd><tablebgcolor=#fff,#1c1d1f><colbgcolor=#333><colcolor=#fff><width=10%> 파트넘버 || APL1V08-T8142 ||

CPU	2코어 Apple Everest 4.04 GHz + 4코어 Apple Sawtooth 2.40 GHz Everest: 192 KB L1 명령어 캐시 + 128 KB L1 데이터 캐시 / 8 MB L2 공유 캐시 Sawtooth: 128 KB L1 명령어 캐시 + 64 KB L1 데이터 캐시 / 4 MB L2 공유 캐시 12 MB 시스템 캐시
GPU	5코어 Apple G17 1,470 MHz 20 EUs 640 ALUs
NPU	16코어 8세대 Apple Neural Engine 35 TOPS(INT8)
내장 엔진	디스플레이 엔진, AV1 디코딩 엔진
메모리	16-Bit 쿼드 채널 LPDDR5X 3,750 MHz 전송 속도: 7,500 MT/s, 대역폭: 60 GB/s
명령어 집합	ARMv9.2-A
생산 공정	TSMC N3E 다이 사이즈: 90mm² / 트랜지스터 개수: ???
내장 모뎀	없음
탑재 기기	iPhone 16, iPhone 16 Plus

A17 Pro APL1V02의 후속작으로, 코드네임은 Tupai(투파이)이다.

CPU는 2코어 3세대 Apple Everest를 빅 코어로, 4코어 3세대 Apple Sawtooth를 리틀 코어로 구성했다. A18 Pro와 코어 구성은 동일하지만 L2 캐시 및 시스템 캐시 용량이 반으로 줄었다. Apple 측 발표에 따르면 성능은 A16 Bionic 대비 30% 더 빨라졌고, 전력은 A16 Bionic과 같은 성능을 내는 데 30% 덜 소모한다.

GPU는 Apple G17이 5코어 구성으로 탑재되었다. A18 Pro 대비 코어가 하나 빠진 구성이다. 메시 셰이딩과 하드웨어 레이 트레이싱 가속을 지원하며, MetalFX 업스케일링을 통해 GPU와 Neural Engine이 작업을 분담하여 전력 소모를 줄일 수 있다. 그리고 Dynamic Caching 기술을 통해 GPU가 메모리에 각 작업당 정확히 필요한 용량만을 능동적으로 할당하며, 낭비를 줄여 메모리를 더 효율적으로 활용할 수 있게 돕는다. Apple 측 발표에 따르면 성능은 A16 Bionic 대비 40% 더 빨라졌고, 전력은 A16 Bionic과 같은 성능을 내는 데 35% 덜 소모한다. 하드웨어 가속 레이 트레이싱은 A17 Pro 대비 2배 빨라졌다.

NPU는 8세대 Apple Neural Engine을 16코어 구성으로 탑재했다. 성능은 35 TOPS로 전작과 동일하지만, 메모리 대역폭이 17% 늘어난 덕에 A17 Pro 대비 Apple Intelligence 기능을 15% 더 빨리 구동할 수 있다.

메모리는 LPDDR5X 규격을 채용하였다. 덕분에 시스템 총 메모리 대역폭이 17% 늘어났다. iPhone 16 시리즈에는 8GB 구성으로 탑재된다.

이외에도 위상차 검출 AF를 지원하는 ISP와, 영상 인코딩/디코딩을 위한 전용 하드웨어에 더하여, 디스플레이 엔진, 최대 480Mb/s 속도를 지원하는 USB 2.0 컨트롤러가 탑재되었다.

제조 공정은 TSMC N3E 공정이다.

다이 분석 결과, A18은 단순히 A18 Pro의 컷칩 버전이 아니라 각각 따로 설계된 칩이었음이 확인되었다.

2.15.1. A18 Pro

파일:A18 Pro.jpg
<rowcolor=white> 패키지 샷	일러스트

||<tablealign=center><tablewidth=1000><tablebordercolor=#333,#ddd><tablebgcolor=#fff,#1c1d1f><colbgcolor=#333><colcolor=#fff><width=10%> 파트넘버 || APL1V07-T8140 ||

CPU	2코어 Apple Everest 4.04 GHz + 4코어 Apple Sawtooth 2.40 GHz Everest: 192 KB L1 명령어 캐시 + 128 KB L1 데이터 캐시 / 16 MB L2 공유 캐시 Sawtooth: 128 KB L1 명령어 캐시 + 64 KB L1 데이터 캐시 / 4 MB L2 공유 캐시 24 MB 시스템 캐시
GPU	6코어 Apple G17 1,470 MHz 24 EUs 768 ALUs
NPU	16코어 8세대 Apple Neural Engine 35 TOPS(INT8)
내장 엔진	ProRes 코덱 가속 엔진, 디스플레이 엔진, AV1 디코딩 엔진
메모리	16-Bit 쿼드 채널 LPDDR5X 3,750 MHz 전송 속도: 7,500 MT/s, 대역폭: 60 GB/s
명령어 집합	ARMv9.2-A
생산 공정	TSMC N3E 다이 사이즈: 109.72 mm² / 트랜지스터 개수: ???
내장 모뎀	없음
탑재 기기	iPhone 16 Pro, iPhone 16 Pro Max

A17 Pro APL1V02의 후속작으로, 코드네임은 Tahiti이다.

CPU는 2코어 3세대 Apple Everest를 빅 코어로, 4코어 3세대 Apple Sawtooth를 리틀 코어로 구성했다. Apple 측 발표에 따르면 성능은 A17 Pro 대비 15% 더 빨라졌고, 전력은 A17 Pro와 같은 성능을 내는 데 20% 덜 소모한다.

GPU는 Apple G17이 6코어 구성으로 탑재되었으며, A17 Pro 대비 20% 더 빨라졌다. 하드웨어 가속 레이 트레이싱은 2배 빨라졌다.

NPU는 8세대 Apple Neural Engine을 16코어 구성으로 탑재했다. 성능은 35 TOPS로 전작과 동일하지만, 메모리 대역폭이 17% 늘어난 덕에 A17 Pro 대비 Apple Intelligence 기능을 15% 더 빨리 구동할 수 있다.

메모리는 LPDDR5X 규격을 채용하였다. 덕분에 시스템 총 메모리 대역폭이 17% 늘어났다. iPhone 16 Pro 시리즈에는 8GB 구성으로 탑재된다.

이외에도 위상차 검출 AF를 지원하는 ISP와, 영상 인코딩/디코딩을 위한 전용 하드웨어에 더하여, ProRes 코덱 가속 엔진, 디스플레이 엔진, 최대 10Gbps 속도를 지원하는 USB 3.2 Gen 2 컨트롤러가 탑재되었다. 새로운 영상 인코더는 A17 Pro 대비 2배 더 많은 데이터를 처리한다. I/O 컨트롤러도 A18보다 더 많이 내장되었다.

제조 공정은 TSMC N3E 공정이다.

출시 초기에 Geekbench 6 벤치마크 점수는 대부분 싱글코어 3300~3500점, 멀티코어 8400~8800점 사이로 측정되고 있다.[54] 싱글코어 3605점, 멀티코어 9388점을 기록한 결과도 각각 업로드되었다. iOS 18.1 Beta 5, iOS 18.0.1 업데이트 이후 성능이 더 올라 싱글코어 3500~3600점, 멀티코어 9000점 전후를 기록하고 있다.

이는 싱글코어와 멀티코어 성능 모두 전작 A17 Pro와 비교했을 때 약 15~20% 증가한 수치이다. 특히 멀티코어 성능은 대부분의 Geekbench 표본에서 Apple M1 [55]의 점수를 추월하여, A18 Pro는 Apple A 시리즈 칩 최초로 M1의 성능을 완전히 넘어섰다.

CPU 최대 전력 소모량은 Geekbench 6 멀티코어 테스트에서 약 12 W로 측정되어 14 W를 기록한 전작에 비해 약 15% 감소했고, 최고 성능에서의 전성비는 전작에 비해 30% 정도 개선되었다. A12 Bionic 이래 A 시리즈 칩의 멀티코어 전력 소모량이 계속 늘어나기만 하다가 처음으로 줄어든 것이다.

최신 GPU 벤치마크인 3DMark Steel Nomad Light에서는 2132점을 기록해 1802점을 기록한 전작보다 18.3% 향상되었고, 스냅드래곤 8 Gen 3와 디멘시티 9300+를 넉넉히 앞섰다. 그러나 전력 소모도 9.47W에서 11.63W로 22.8% 증가했다. 같은 성능에서의 전력 소모는 A17 Pro에 비해 약간 개선되었고 스냅드래곤 8 Gen 3, 디멘시티 9300+, 엑시노스 2400을 약간 앞선다.

출시된 지 많은 시간이 지난 GFXBench에서는 다른 결과를 보인다. 샤오바이(小白测评)의 측정 결과 GFXBench Aztec Ruins High-Tier Offscreen 벤치마크에서 72 FPS에 11.5 W를 기록하면서, 같은 전력 소모량에서 80 FPS를 기록한 엑시노스 2400보다 전성비가 13% 더 나쁜 결과가 나왔다. 특히 A18 Pro는 TSMC N3E(3nm)로 삼성 SF4P(4nm)보다 공정상 우위가 있음에도 좋지 않은 결과가 나왔다. Geekerwan은 두 벤치마크 결과가 이렇게 큰 차이를 보이는 이유는 GFXBench가 현대적인 GPU 성능을 반영하지 못하기 때문이라고 설명했다. GFXBench는 상당히 오래된 벤치마크인 반면 Steel Nomad는 최신 그래픽 기술이 대거 적용된 벤치마크이기 때문이다. [56]

실제 게임 환경에서는 A17 Pro 대비 절반의 전력량으로 더 높은 프레임을 유지했고, 온도도 눈에 띄게 낮아지는 등 전반적으로 개선된 결과를 보여줬다. 최고 옵션으로 원신을 구동한 결과, A17 Pro를 장착한 iPhone 15 Pro Max는 18%의 전력을 소모하며 초당 58.7프레임을 유지했다. 최대 표면 온도는 49.8도였다. 반면 A18 Pro를 장착한 iPhone 16 Pro Max는 9%의 전력을 소모하며 초당 59.3프레임을 유지했다. 최대 표면 온도는 43.5도로 전작 대비 6도 떨어졌다.

[1] 후에 엑시노스 3 싱글 3110으로 리네이밍된다. [2] iPad mini 출시 이전 기기(모델 식별자 iPad2,1)에서 사용했다. [3] iPad mini 출시 이후 기기(모델 식별자 iPad2,4)에서 사용했다. [4] 2013년 1월 이전 생산 모델(A1427)은 통상 듀얼코어 버전을 사용했으나 2013년 9월 28일 이후 생산 모델(A1469)은 전용 싱글코어 버전을 사용함. [5] [6] 그나마 태블릿 컴퓨터는 소형기기는 아니고 보통 들거나 세워놓고 사용하기 때문에 실제로 느끼는 체감온도는 비교적 적다. 허나 iPad 2/iPad 4세대 대비 체감온도는 확실하게 높다. [7] [8] ARM Mali T-604나 Snapdragon S4 Pro APQ8064의 Qualcomm Adreno 320이 절대적으로 불리한 상황에서는 동급의 성능이 나올 수도 있었다는 뜻이다. 이들과 A6X의 GPU가 동급이었다는 말로 받아들이면 곤란하다. 다만 성능/전력소비 깡패였던 삼성 엑시노스 5250의 T-604는 논외. [9] 1136×640 [10] 4인치대의 iPhone의 해상도는 FHD(1920×1080)에 비해 처리해야 할 양이 반도 채 되지 않는다(FHD가 2.8배 정도 더 많다). 따라서 비교적 저성능의 GPU로도 더 고성능을 낼 수 있다. [11] 물론 그래픽 성능은 온스크린 성능만이 전부가 아니기 때문에 2.8배 더 효율이 좋은 것은 아니지만, 오프스크린 성능이 크게 떨어지지 않는 이상 웬만하면 더 높은 성능을 낼 수 있다. [12] 단 업데이트는 2021년 11월 24일부터 종료되었다. [13] 모바일 AP 전체로 확대해 보면, 동급인 22nm 공정에서 생산된 인텔 아톰 시리즈의 Bay Trail 시리즈가 있고, 아톰보다 더욱 미세한 20nm 공정으로는 A8보다 수개월 먼저 출시되어 갤럭시 알파와 갤럭시 노트 4에 탑재된 삼성 엑시노스 5430과 5433이 있다. [14] 여담으로, 인텔 하스웰 마이크로아키텍처를 탑재한 모바일 저전력 인텔 코어 i5 & i7 시리즈의 트랜지스터 개수는 약 14억 개이다. 그러나 절대 이 문장만으로 오해하지 말자. 저전력 아키텍처인 ARM 입장에서는 x86은 생각보다 호락호락한 놈들이 아니다. 당연하지만 트랜지스터 수가 성능에 직결되는 것은 절대 아니다. SoC 특성상 CPU, GPU가 통합되어 있고, 지원하는 명령어 셋도 훨씬 적으며, 모바일 AP는 LP 공정으로 생산되어 훨씬 낮은 전압, 비교적 낮은 클럭 스피드로 돌아간다는 걸 감안해야 한다. 또한 동 클럭에서도 트랜지스터 수당 성능을 비롯한 여러 가지의 요소가 존재하므로 A8X를 비롯한 ARM 모바일 AP의 성능은 하스웰은커녕 콘로 시기의 x86 계열에 비벼볼 성능조차 되지 못한다. 그러나 이것도 Apple M1이 나오고 나서는 옛말이 되었다. [15] 삼성전자 시스템 LSI 사업부 역시 14nm 공정 로드맵이 2단계로 되어있다. 14LPE 공정은 1단계로, 2단계인 14LPP 공정은 2016년 1분기에 상용화될 예정이라고 한다. TSMC 역시 정석대로 간다면 삼성전자 시스템 LSI 사업부와 비슷한 시기에 N16+ 공정이 상용화 되었겠지만, TSMC의 16nm 공정 로드맵 자체가 최대 1년 정도 지연되었기 때문에 일정이 조정된 것으로 보인다. [16] 다르게 말하면 다른 벤치마크 프로그램보다 전력 소모량이 더 커 삼성전자 생산분인 APL0898에 대하여 불리한 결과를 내놓을 수 있다는 것이다. [17] 삼성제 A9으로 나온 SE가 오히려 TSMC제 A9보다 쓰로틀링 성능이 더 좋았고 이런 상황이 벌어진 원인을 찾기 위해 TSMC제 A9이 장착된 3대를 더 구해서 측정해본 결과 같은 A9이 맞나 싶을 수준으로 개체 간의 차이가 심하게 나타났다. [18] True 14nm. [19] 삼성 14nm의 프로세스 노드가 게이트 피치 78nm, 메탈 피치 64nm이며 TSMC 16nm의 프로세스 노드가 게이트 피치 90nm, 메탈 피치 64nm임을 고려하면 이는 인텔의 22nm 프로세스 노드인 게이트 피치 90nm, 메탈 피치 80nm에 가까운 수준이다. 이렇듯 삼성이나 TSMC나 20nm 시절의 백앤드를 그대로 끌고와 14nm이네 16nm이네 해봐야... [20] 애초에 공정이 앞서네 뒤처지네 하는 건 스피드 게인보다도 양산이 가능한가가 더 크다. 그리고 이번엔 그게 안 되니까 두 기업에 쪼개서 물량을 맡긴 것이다. [21] 사실 같은 면적 기준으로는 어느정돈 있는게 당연하긴 하다. 근데 또 삼성제와 TSMC제의 면적이 같은 것도 아니라서... [22] 자세한 내용을 알고 싶다면 캐시 메모리 문서를 참조 바람 [23] 역대 iPhone에 들어간 A 시리즈 칩셋 중 가장 큰 다이 사이즈를 가졌다. 심지어 2020년에 출시된 Apple M1보다도 크다! [24] Apple 공식 발표치 [25] Geekbench 5 싱글코어 점수
A10X Fusion: 846점
Core i5 4288U: 652점 [26] 엑시노스 9 Series (9810)은 리틀 클러스터에 L2 Cache가 없고, 좋지 않은 스케줄러로 인해 반응 속도가 시원찮아 점수 대비 실제 성능과 전력 소모가 스냅드래곤 845 SDM845보다 좋지 못한 상황이다. [27] 기존에는 데이터 네트워크를 이용해 대규모 서버의 인공신경망에서 처리된 데이터를 사용자들이 기기로 받아보는 것 외에는 머신 러닝을 효율적으로 사용할 방법이 없었고, CPU와 GPU를 이용한 기기 내부 머신 러닝은 상당히 비효율적이었다. 그래서 이를 전담하는 프로세서를 내장해서 GPU를 이용할 때보다 훨씬 적은 전력을 소모하는 머신 러닝을 구현할 수 있으며, 대형 서버에 의존하지 않고도 기기 자체적으로 효율적인 머신 러닝을 소비자들이 이용할 수 있게 되었다는 점에서 주목할 만하다는 의견이 있다. [28] Apple은 자체 통신 모뎀 솔루션이 없기 때문에 이를 모바일 AP 내에 통합하지 못하고 퀄컴, 인텔 등으로부터 공급받아 따로 탑재한다. 이러한 특징 때문에 모바일 AP의 면적을 비교할 때 기준을 통일하기 위해 비교군에서 통신 모뎀 솔루션이 차지하는 면적을 제외해야 한다. [29] 엑시노스 측은 엑시노스 9810에 탑재된 Mali-G72 GPU의 떨어지는 성능을 만회하기 위해 면적을 일부러 넓히긴 했다. [30] Apple의 2세대 자체 디자인 GPU IP이다. [31] 전작인 A11 Bionic APL1W72의 NPU 성능이 600 GOPS인데, 이는 0.6 TOPS이다. 즉, 약 8배 가량 성능이 높아진 것이다. [32] 실제로는 A7 APL0698부터 조합되어 사용되었으나 별도로 탑재되는 칩셋이었다. 이를 모바일 AP 내부에 내장시킨 것은 A9 APL0898 & APL1022 이후였다. [33] Apple이 공식 사이트를 통해 Next-generation을 명시하지 않았다. 이는 A12X Bionic APL1083도 마찬가지이다. [34] 다만, 단순한 공개일을 기준으로 보면 하이실리콘의 Kirin 980이 먼저 공개되었다. [35] 공개 시점 기준, 하이실리콘의 Kirin 시리즈의 경우 Kirin 970부터 별도의 NPU를 탑재하고 있었지만 삼성전자의 엑시노스 시리즈는 삼성 엑시노스 9 Series (9810) 기준, GPU인 ARM Mali-G72의 부가적인 머신러닝 기능을 활용하고 있는 등 머신러닝을 전문적으로 처리하는 칩셋이 보편적으로 사용되고 있지 않은 실정이었다. 즉, NPU를 조기에 탑재해서 성장시키는 전략은 경쟁사 대비 상당히 우위에 놓일 수 있게 해주는 요소였고 iOS 14부터 머신 러닝이 필수로 요구되는 지능형 기능들이 지속적으로 추가되면서 GPU를 통한 비효율적인 머신 러닝을 진행하던 Galaxy S9 등에 비해서 최신 기능을 제공받고 OS 또한 오랫 동안 지원 받을 수 있었다. [36] 왼쪽이 AP이고 오른쪽이 RAM이다. 훗날 M1에서 이 구조를 그대로 사용했다. [37] 본래 다이 상 존재하는 코어는 8개이나 1개가 비활성화되어 있다. 이후 다시 활성화된 것이 아래의 A12Z이다. [38] NPU 코어 구성은 알려지지 않았다. 다만, 최대 5 TOPS의 성능을 가진다고 명시하고 있어서 Apple Next-generation Neural Engine 옥타코어 NPU를 탑재한 것이 아니냐는 의견이 있다. [39] 단, 이는 상징적인 것에 불과하다. 일단 기반부터가 다르다. ARM 계열 CPU와 x86-64 계열 CPU의 비교이며 운영체제 역시 해당 모바일 AP는 iOS만 쓰는데 인텔 8세대 i5-8400은 Windows, macOS 그리고 리눅스 및 리눅스 계열 배포판 등 여러 종류에서 사용되고 프로세서가 같아도 운영체제가 다르면 점수가 달리 나오는 경우도 있다. 이외에도 여러 맹점들이 있어서 1대 1 비교는 정확하지 않다. [40] A12X에서 'A12X' 부분을 지워버리고 Apple 로고만 남겼다. Apple M1과 비슷한 생김새를 지닌다. [41] 전작인 A12 Bionic과 마찬가지로 단일 코어 클럭 기준이며 추가적인 부하가 걸릴 경우 성능 코어는 2.59GHz까지 낮아진다. 하지만 전작과 다르게 효율 코어의 클럭은 그대로 유지된다. [42] iFixit의 iPhone 12, 12 Pro의 분해 결과, 마이크론 테크놀로지의 "MT53D512M64D4UA-046 XT:F"으로 확인되었다. 다만, 마이크론은 제품 분류에서 LPDDR4와 LPDDR4X를 구분짓지 않고 LPDDR4 하나로 표기하고 있다. 마이크론이 제공하는 파트 넘버링에 의하면 M은 Micron Technology, 53은 Mobile LPDDR4, D는 1.1V 전체 동작 전압(VDD), 0.6V I/O 동작 전압(VDDQ)을 뜻하고 있어, LPDDR4X로 확인된다. 출처 [43] iPhone이 아니라 iPad와 함께 최초로 공개된 비 AX 시리즈 칩인데, 이는 팀 쿡 체제 이후로는 최초의 사례다. 스티브 잡스 시절의 경우 iPad 2와 함께 공개된 A5의 사례가 있다. [44] 통신 모뎀을 칩과 통합하면 당연히 전력 소비가 줄어든다. [45] 시스템 캐시 메모리에 맞추기 위해 엔트리 수가 2,048개로 늘어났다. [46] 이 때문에 A15와 같은 아키텍처를 사용하는 Apple M2가 Apple M1보다 발열 이슈가 잦은 것으로 보인다. [47] 이런 식으로 같은 칩에서 제조공정상 불량인 코어만 몇 개 죽여서 하위 제품에 활용하는 것을 컷칩이라고 하며, 컴퓨터용 칩셋 시장에서는 GPU와 CPU를 가리지 않고 자주 사용되는 방식이다. [48] iPad mini(6세대)는 스마트 HDR 3 [49] 다만 이 비교는 평균 수치와 개별 결과의 비교임을 감안해야 한다. [50] CPU의 멀티코어 성능은 스냅드래곤 8 Gen 2와 비교 시 5% 이내의 차이밖에 나지 않지만 그 정도 성능까지 끌어올렸을 때 12W에 가까운 전력 소모량과 발열이 문제고, 싱글코어 성능은 비슷한 소비 전력에서 A16 Bionic이 20% 정도 성능이 높기 때문에 애플 실리콘이 한 수 위다. 게다가 리틀 코어의 우위로 애플 실리콘이 스냅드래곤 대비 코어 수가 적음에도 불구하고 차이가 더욱 벌어진다. 아직 안드로이드 진영이 iOS 진영에 비해 성능 면에서 여러모로 부족한 상황. [51] 스코틀랜드 루이스 섬에 있는 농업 정착지 Coll에서 따온 것으로 추정된다. [52] 전작 기준 5개의 코어에서 6개의 코어로 증가한 것으로 인한 효과로 보인다. 다르게 말하면 개별 코어 자체의 성능 증가폭은 미미한 것. [53] 실제로 N3B 공정은 N5 공정에 비해 동일 전력에서 성능 10 ~ 15% 향상, 동일 성능에서 전력소모 25 ~ 30% 감소로, 이전의 풀 노드 전환 시의 향상치에 비해 작은 편이다. 특히 고성능 고전력 특화 파생형 공정인 N3X(2025년 양산 예정)는 N3P(3세대 3nm 공정, 2024년 하반기 양산 예정)에서 성능을 조금이라도 더 향상시키려고 누설 전류를 희생한 결과, 누설 전류가 N3P 대비 3.5배에 달함이 드러나 TSMC의 3 nm 공정은 사실상 실패했다는 의견이 주류다. [54] Geekerwan의 측정 결과에 따르면 싱글코어 3447점, 멀티코어 8840점 이며, 샤오바이의 측정 결과에 의하면 싱글코어 3399점, 멀티코어 8408점이다. [55] 싱글코어 2300점, 멀티코어 8100점 전후 [56] 이런 현상은 반대로 스냅드래곤 8 Gen 3의 경우 GFXBench에서 높은 성능을 보이지만 Steel Nomad에서는 오히려 엑시노스 2400에 밀리는 형태로 나타났다.