Silicio de manzana

Apple Silicon es una serie de system-on-a-chip (SoC) diseñados por Apple para sus propios dispositivos: iPhone , iPad , iPod touch , Apple Watch , Apple TV , HomePod y, a partir de 2020, también para Mac .

Los SoC de Apple contienen una serie de componentes a los que se les asigna un propósito específico:

CPU : el coprocesador que se ocupa del procesamiento secuencial en serie de instrucciones aritméticas y de cálculo;
GPU : el coprocesador que se ocupa del procesamiento paralelo de instrucciones gráficas tridimensionales;
NPU : el coprocesador dedicado al Neural Engine, para el aprendizaje integrado (aprendizaje automático) y para la realidad aumentada;
ISP : el coprocesador que se ocupa del procesamiento de las imágenes recopiladas por el sensor fotográfico;
Mx : el coprocesador que se encarga de la recopilación de datos de los sensores integrados (acelerómetro, giroscopio, brújula, barómetro);
SEP : el coprocesador que se ocupa de la protección de datos personales a través de claves cifradas [1] ;

Otros que forman un sistema en un solo chipset.

Antes del lanzamiento

Antes de la introducción de la serie "A" de SoC de Apple, Apple usó 4 SoC diferentes en las primeras revisiones del iPhone y el iPod touch. Fueron diseñados por Apple y fabricados por Samsung. Integran un solo núcleo de procesamiento (con licencia) basado en instrucciones ARM, una unidad de procesamiento de gráficos (GPU) y otros dispositivos electrónicos necesarios para proporcionar funciones informáticas móviles dentro de un solo paquete físico.

Código	Proceso	Volumen	ES UN	UPC	caché de la CPU	GPU	RAM	Dispositivos
APL0098 - S5L8900	90nm	72 mm²	ARMv6	ARM11 de un solo núcleo de 412 MHz	L1: 16 + 16 KB L2: n/d L3: n/d	PowerVR MBX Lite (130nm)	128 MB (DRAM) 133 MHz (LPDDR) 533 MB/s (HBM) 16 bits (canal único)	iPhone 2G iPhone 3G iPod touch (1ra generación)
APL0278 - S5L8720	65nm	36 mm²	ARMv6	ARM11 de un solo núcleo de 412-533 MHz	L1: 16 + 16 KB L2: n/d L3: n/d	PowerVR MBX Lite (130nm)	128 MB (DRAM) 133 MHz (LPDDR) 1,6 GB/s (HBM) 32 bits (canal único)	iPod touch (2.ª generación) iPod nano (4.ª generación)
APL0298 - S5L8920	65nm	71,8 mm²	ARMv7	Núcleo único de 600 MHz ( ARM Cortex-A8 )	L1: 32 + 32 KB L2: 256 KB L3: n/a	PowerVR SGX535	256 MB (DRAM) 200 MHz (LPDDR) 1,6 GB/s (HBM) 32 bits (canal único)	iphone 3gs
APL2298 - S5L8922	45nm	41,6 mm²	ARMv7	600–800 MHz de un solo núcleo ( ARM Cortex-A8 )	L1: 32 + 32 KB L2: 256 KB L3: n/a	PowerVR SGX535		iPod touch (3ra generación)

Serie A

Apple A es la primera serie de SoC de Apple lanzada en la familia Apple Silicon y se usa en iPhone, iPad, iPod touch y Apple TV. Integran uno o más núcleos de procesamiento (CPU) basados en ARM, una unidad de procesamiento de gráficos (GPU), memoria caché y otros dispositivos electrónicos necesarios para proporcionar funciones informáticas móviles dentro de un solo paquete físico. Están diseñados por Apple y producidos inicialmente por Samsung y luego por TSMC .

2010-2015

Apple A4 , el primer SoC de Apple, lanzado en 2010 con el iPhone 4 ;
Apple A6 , el primer SoC de Apple con el abandono definitivo de los Núcleos de CPU de ARM ( Cortex-A ) en favor de los propietarios;
Apple A7 , el primer SoC de Apple de 64 bits y que además integra el nuevo coprocesador de movimiento M7 (lanzado en 2013 con el iPhone 5S );
Apple A8 , el primer SoC de Apple con proceso FinFET ;

Fuentes útiles: [2] [3]

		A4	A5	A6	A7	A8	A9
Código		APL0398	APL0498	APL0598	APL0698	APL1011	APL1022	APL0898
Imagen
Conjunto de instrucciones (ISA)		ARMv7		ARMv7s	ARMv8.0-A
Arquitectura		32 bits			64 bits
Lanzar		abril de 2010	marzo de 2011	septiembre 2012	Septiembre 2013	septiembre 2014	septiembre 2015
Dispositivos		iPhone 4 iPad iPod touch (4.ª generación) Apple TV (2.ª generación)	iPhone 4S iPad mini (1ra gen.) iPod touch (5ta gen.) Apple TV (3ra gen.)	iPhone 5 iPhone 5c iPad 2	iPhone 5s iPad Air (1.ª generación) iPad mini ( 2.ª y 3.ª generación )	iPhone 6 y 6 Plus iPad mini (4.ª generación) iPod touch (6.ª generación) HomePod	iPhone 6s y 6s Plus iPhone SE (1ra generación) iPad (5ta generación)
Características físicas	Volumen	53,3 mm²	122,2 mm²	96,71 mm²	104 mm²	89 mm²	104,5 mm²	96,0 mm²
	Litografía	45nm	45 nanómetro / 32 nanómetro	32 nm	28nm	20nm	16nm	14nm
	Proceso	-	HKMG			FinFET
	Nº de transistores	149 millones	200 millones	740 millones	1 mil millones	2 billones
	Térmica (TDP)	5 vatios
UPC	Nº núcleos	1	2
	Frecuencia (nombre)	1 × 800 MHz ( ARM Cortex-A8 )	2 × 800 MHz ( ARM Cortex-A9 )	2 × 1,3 GHz (rápido)	2 × 1,4 GHz (ciclón)	2 × 1,4 GHz (tifón)	2 × 1,85 GHz (retorcido)
	Caché L1 (por núcleo)	1 × (32 + 32 KB)	2 × (32 + 32 KB)		2 × (64 + 64 KB)
	Caché L2 (compartido)	512KB	1 MB				3 MB
	Caché L3 (compartido)	✘			4 MB
GPU	Nombre (modelo)	PowerVR (SGX535)	PowerVR (SGX543MP2)	PowerVR (SGX543MP3)	PowerVR (G6430)	PowerVR (GX6450)	PowerVR (GT7600)
	Nº núcleos	1	2	3	4		6
	Frecuencia	200 MHz		266 MHz	450 MHz	533 MHz	600 MHz
RAM	Tipo	LPDDR-400	LPDDR2-800	LPDDR2-1066	LPDDR3-2133		LPDDR4-3200
	Dimensión	512 megabytes			1GB		2 GB
	Canal	32 bits			64 bits
	Banda ancha	1,6 GB/s	6,4 GB/s	8,5 GB/s	12,8 GB/s		25,6 GB/s
Otros componentes	Coprocesador M	✘			M7	M8	M9
Otros componentes	Enclave seguro	✘			✔
Productor		Samsung	Samsung/ TSMC	Samsung			TSMC	Samsung

2016-2022

Apple A10 Fusion es el primer SoC que utiliza el sistema big.LITTLE , es decir, una tecnología que hace uso de dos grupos diferentes de núcleos de CPU: el primero para cargas de rendimiento (big) y el segundo para menos rendimiento (LITTLE), con la ventaja de obtener así un mayor ahorro energético;
Apple A11 Bionic es el primer SoC que cuenta con la primera GPU diseñada por Apple (lo que dará en abandono definitivo al PowerVR de Imagination Technologies) y, al mismo tiempo, introduce la primera NPU dedicada al Neural Engine;
Apple A12 Bionic implementa el codificador tanto del códec H.265 (HEVC de 8 bits y 10 bits) como del códec VP9 .

			Fusión A10	A11 biónico	A12 biónico	A13 biónico	A14 biónico	A15 biónico	A16 biónico
Código			APL1W24	APL1W72	APL1W81 [4]	APL1W85 [5]	APL1W87	APL1W07	APL1W10
Imagen
Conjunto de instrucciones (ISA)			ARMv8.1-A	ARMv8.2-A	ARMv8.3-A	ARMv8.4-A	ARMv8.5-A
Lanzar			septiembre 2016	septiembre 2017	septiembre 2018	septiembre 2019	septiembre 2020	septiembre 2021	septiembre 2022
Dispositivos			iPhone 7 y 7 Plus iPad ( 6.ª y 7.ª generación ) iPod touch (7.ª generación)	iPhone X iPhone 8 y 8 Plus	iPhone XR iPhone XS y XS Max iPad Air (3.ª generación) iPad mini (5.ª generación)	iPhone 11 iPhone 11 Pro y 11 Pro Max iPhone SE (2da generación)	iPhone 12 y 12 mini iPhone 12 Pro y 12 Pro Max iPad Air (4.ª generación)	iPhone 13 y 13 mini iPhone 13 Pro y 13 Pro Max iPad mini (6.ª generación)	iPhone 14 Pro y 14 Pro Max
Características físicas	Dimensión				9,89 × 8,42 mm	10,67 × 9,23 mm		12,55 x 8,58 mm
	Volumen		125 mm²	87,66 mm²	83,27 mm²	94,48 mm²	88mm²	107,68 mm²
	Litografía		16nm	10nm	7nm	7 nm + (UEV)	5nm (UEV)	5nm + (UEV)	4 nm + (UEV)
	Proceso		FinFET
	Nº de transistores		3.3 mil millones	4.3 mil millones	6.9 mil millones	8.5 mil millones	11.8 mil millones	15.0 mil millones	16.0 mil millones
	Térmica (TDP)		5 vatios	8 vatios	6 vatios
UPC	Nº de núcleos de CPU		cuatro núcleos (4)	Núcleo hexagonal (6)
	Núcleo alto	Nombre de pila	Huracán	Monzón	Vórtice	Relámpago	tormenta de fuego	avalancha	Everest
		Frecuencia	2 × (2,34 GHz)	2 × (2,39 GHz)	2 × (2,49 GHz)	2 × (2,66 GHz)	2 × (2,99 GHz)	2 × (3,23 GHz)	2 × (3,46 GHz)
		caché L1	2 × (64 + 64 KB)		2 × (128 + 128 KB)		2 × (192 + 128 KB)	2 ×	2 ×
		Descodificar	2 × (6 anchos)	2 × (7 anchos)		2 × (8 de ancho)		?	?
	Núcleo bajo	Nombre de pila	Céfiro	Mistral	Tempestad	Trueno	Tormenta de nieve	Tormenta de nieve	Diente de sierra
		Frecuencia	2 × (1,30 GHz)	4 × (1,42 GHz)	4 × (1,59 GHz)	4 × (1,73 GHz)	4 × (1,82 GHz)	4 × (2,01 GHz)	4 × (2,02 GHz)
		caché L1	2 × (32 + 32 KB)	4 × (32 + 32 KB)		4 × (48 + 48 KB)	4 × (64 + 64 KB)	4 × (128 + 64 KB)	4 × (??? + ?? KB)
		Descodificar	2 × (3 anchos)	4 × (3 anchos)			?	?	?
	Caché L2 (compartido)		3 MB	8 MB
	Caché L3 (compartido)		4 MB	✘
	HMP		✘	✔
GPU	Nombre (modelo)		PowerVR (GT7600 Plus)	GPU de Apple
	Nº núcleos		6	3	4			4/5	5
	Frecuencia		650 MHz	900 MHz	1,1 GHz [6]	-	-	-	-
	Velocidad		115 GFLOPS [7]	325 GFLOPS [8]	487,5 GFLOPS [9]	-	-	-	-
NPU	Nombre de pila		✘	NPU de Apple
	Nº núcleos			Doble núcleo (2)	Octa-Core (8)		Núcleo Hexadeca (16)
	TOP			0.0006	0.005	1.0	11.0	15.8	17.0
RAM	Tipo		LPDDR4-3200	LPDDR4X-4266					LPDDR5-4266
	Dimensión		2/3GB		3/4GB	4 GB	4/6GB		6GB
	Canal		64 bits
	Banda ancha		25,6 GB/s	34,1 GB/s					51,2 GB/s
Otros componentes	Coprocesador M		M10	M11	M12	?	?	?	?
Otros componentes	Enclave seguro		✔
Productor			TSMC

Serie AX

2011-2015

Apple A5X , el primer SoC de Apple creado específicamente para iPad, lanzado en 2011;
Apple A8X , el primer SoC de 64 bits de Apple para iPad, lanzado en 2014;

		A5X	A6X	A8X	A9X
Código		APL5498	APL5598	APL1012	APL1021
Imagen
Conjunto de instrucciones (ISA)		ARMv7	ARMv7s	ARMv8.0-A
Arquitectura		32 bits		64 bits
Lanzar		marzo de 2012	Noviembre 2012	octubre de 2014	septiembre 2015
Características físicas	Volumen	165 mm²	123mm²	128 mm²	143,9 mm²
	Litografía	45nm	32 nm	20nm	16nm
	Proceso	-	HKMG		FinFET
	Nº de transistores
UPC	Nº núcleos	2		3	2
	Frecuencia (nombre)	2 × 1 GHz (Corteza-A8)	2 × 1,4 GHz (rápido)	3 × 1,5 GHz (tifón)	2 × 2,26 GHz (retorcido)
	Caché L1 (por núcleo)	1 × (32 + 32 KB)	2 × (32 + 32 KB)	2 × (64 + 65 KB)	2 × (64 + 64 KB)
	Caché L2 (compartido)	1 MB		2 MB	3 MB
	Caché L3 (compartido)	✘		4 MB	✘
GPU	Nombre (modelo)	PowerVR (SGX543MP2)	PowerVR (SGX554MP4)	PowerVR (GXA6850)	PowerVR (GTA7850)
	Nº núcleos	4		8	12
	Frecuencia	200 MHz	266 MHz	450 MHz	650 MHz
RAM	Tipo	LPDDR2-800	LPDDR2-1066	LPDDR3-2133	LPDDR4-3200
	Dimensión	1GB		2 GB	4 GB
	Canal	32 bits		64 bits	128 bits
	Banda ancha	12,8 GB/s	17,1 GB/s	25,6 GB/s	51,2 GB/s
Otros componentes	Coprocesador M	✘		M8	M9
Otros componentes	Enclave seguro	✘		✔
Productor		Samsung			TSMC

2016-2020

Apple A12Z , es el primer SoC de Apple insertado en un Mac mini dedicado exclusivamente para uso de demostración (con sistema operativo macOS Big Sur ) para el desarrollo de aplicaciones de escritorio en arquitectura ARM.

Apple A12Z Bionic LTE se ejecuta en un sistema en un chip (SoC). El móvil LTE incorporado permite descargas mucho más rápidas que las tecnologías 3G más antiguas. [10]

Nombre de pila			A10X	A12X	A12Z
Código			APL1071	APL1083
Imagen
Conjunto de instrucciones (ISA)			ARMv8.0-A	ARMv8.3-A
Arquitectura			64 bits
Lanzar			junio 2017	octubre 2018	marzo 2020
Dispositivos			iPad Pro (2da generación) Apple TV 4K	iPad Pro (3ra generación)	iPad Pro (4.ª generación) Mac mini (DTK)
Características físicas	Dimensión			10,1 × 12,6 mm
	Volumen		96,4 mm²	118,5 mm²
	Litografía		10nm	7nm (UEV)
	Proceso		FinFET
	Nº de transistores			9.8 mil millones
UPC	Nº núcleos		6	8
	Centro	Rendimiento (alta carga)	3 × 2,34 GHz (Huracán)	4 × 2,49 GHz (vórtice)
	Centro	Eficiencia (baja carga)	3 × 1,3 GHz (céfiro)	4 × 1,59 GHz (Tempestad)
	Caché L1 (por núcleo)		3 × (64 + 64 KB)	4 × (128 + 128 KB)
	Caché L1 (por núcleo)		3 × (32 + 32 KB)	4 × (32 + 32 KB)
	Caché L2 (compartido)		8 MB
	Caché L3 (compartido)		✘
GPU	Nombre (modelo)		PowerVR (GT7600 Plus)	GPU de Apple
	Nº núcleos		12	7	8
	Frecuencia		900 MHz	-	-
	Velocidad		364,8 GFLOPS [11]	967,6 GFLOPS [12]	-
RAM	Tipo		LPDDR4-3200	LPDDR4X-4266
	Dimensión		4 GB	4/6GB	6GB
	Canal		128 bits
	Banda ancha		51,2 GB/s	68,2 GB/s
Otros componentes	Coprocesador M		M10	M12
Otros componentes	Enclave seguro		✔
Productor			TSMC

Serie S

La serie de procesadores Apple S es una familia de sistemas en paquete (SiP) que se utiliza en el Apple Watch y en algunos modelos de HomePod. Utiliza un procesador de aplicaciones personalizado que, junto con los procesadores de memoria, almacenamiento y soporte para conectividad inalámbrica, sensores y E/S, constituye una computadora completa en un solo paquete. Están diseñados por Apple y fabricados por empresas de terceros.

S1
Noviembre 2014 - Septiembre 2016

S2
Septiembre 2016 - Septiembre 2017

S1P
Septiembre 2016 - Septiembre 2017

S3
Septiembre 2017 - presente

S4
Septiembre 2018 - presente

Serie W

La serie de procesadores Apple W es una familia de chips inalámbricos y de sistema en un chip (SoC) (con un enfoque en la conectividad Bluetooth y WiFi).

El chip Apple W1 está presente dentro de los AirPods de primera generación.

Serie M

Mx (nivel de entrada)

A continuación se muestra la serie base de nivel de entrada de Apple Silicon:

			manzana m1	manzana m2
Código			APL1102 [13]
Imagen
Conjunto de instrucciones (ISA)			ARMv8.5-A (BRAZO)
Arquitectura			64 bits	64 bits
Marketing			noviembre 2020	junio 2022
Dispositivos	Lanzado en 2020		MacBook Air 13" (2020) MacBook Pro 13" (2020) Mac mini
	Lanzado en 2021		iMac 24" iPad Pro (5.ª generación) 11" iPad Pro (5.ª generación) 12,9"
	Lanzado en 2022		iPad Air (5.ª generación) 10,9"	MacBook Air 13" (2022) MacBook Pro 13" (2022)
Características físicas	Dimensión		120mm2 _
	Litografía		5nm (UEV)	5nm (UEV)
	Proceso		FinFET
	Nº de transistores		16 mil millones	20 billones
UPC	Nº núcleos		8	8
	Centro	Rendimiento (alta carga)	4 × 3,20 GHz (tormenta de fuego)	4 × 3,49 GHz (avalancha)
	Centro	Eficiencia (baja carga)	4 × 2,00 GHz (tormenta de hielo)	4 ×?, ?? GHz (Ventisca)
	Caché L1 (por núcleo)		4 × (192 + 128 KB)	4 × (192 + 128 KB)
	Caché L1 (por núcleo)		4 × (128 + 64 KB)	4 × (128 + 64 KB)
	Caché L2 (por clúster)		12 MB	16 MB
	Caché L2 (por clúster)		4 MB	4 MB
GPU	Nº núcleos		7/8	8/10
GPU	Velocidad (TFLOPS)		2,29 / 2,61	2,88 / 3,60
NPU	Nº núcleos		dieciséis	dieciséis
NPU	Velocidad (TOP)		11.0 TOPS	15.8 PARTES SUPERIORES
Motor de decodificación de codificación	vídeo H.264		✔	✔
	Vídeo H.265		✔	✔
	vídeo 4K		✔	✔
	vídeo de 8K		✘	✔
	ProRes		✘	✔
	ProRes RAW		✘	✔
UMA	Tipo		LPDDR4X-4266	LPDDR5-6400
	Dimensión		8/16GB	8/16/24 GB
	Canal		128 bits	128 bits
	Banda ancha		68,25 GB/s	100GB/s
Otros componentes	ISP (señal de imagen)		✔
	DSP (señal digital)		✔
	SEP (Enclave Seguro)		✔
	Controlador USB (rayo)		✔ (Rayo 3 / USB 4)	✔ (Rayo 4 / USB 4)
Productor			TSMC

M1 Pro / M1 Max / M1 Ultra

A continuación se muestra la serie de gama Pro que consta de M1 Pro, M1 Max y M1 Ultra:

			Manzana M1 Pro	Manzana M1 Max	Manzana M1 Ultra
Código			APL1103	APL1104	APL1W06
Imagen
Conjunto de instrucciones (ISA)			ARMv8.5-A (BRAZO)
Arquitectura			64 bits
Marketing			octubre 2021		marzo 2022
Dispositivos
	Lanzado en 2021		MacBook Pro 14" MacBook Pro 16"
	Lanzado en 2022				Estudio Mac
Características físicas	Dimensión		245 mm 2 (estimado)	432 mm 2 (estimado)	870 mm 2 (estimado)
	Litografía		5nm (UEV)
	Proceso		FinFET
	Nº de transistores		33.7 mil millones	57 mil millones	114 mil millones
UPC	Nº núcleos		8/10	10	20
	Centro	Rendimiento (alta carga)	6/8 × 3,23 GHz (tormenta de fuego)	8 × 3,23 GHz (tormenta de fuego)	16 × 3,23 GHz (tormenta de fuego)
	Centro	Eficiencia (baja carga)	2 × 2,064 GHz (tormenta de hielo)		4 × 2,064 GHz (tormenta de hielo)
	Caché L1 (por núcleo)		6/8 × (192 + 128 KB)		16 × (192 + 128 KB)
	Caché L1 (por núcleo)		2 × (128 + 64 KB)		4 × (128 + 64 KB)
	Caché L2 (por clúster)		24 MB		48 MB
	Caché L2 (por clúster)		4 MB		8 MB
GPU	Nº núcleos		14/16	24/32	48/64
GPU	Velocidad (TFLOPS)		4.58 / 5.3	7,83 / 10,6	15,7 / 21,2
NPU	Nº núcleos		dieciséis		32
NPU	Velocidad (FLOPS)		11.1 FRACASOS		22,2 TFLOPS
Motor de decodificación de codificación	vídeo H.264		✔	✔	✔
	Vídeo H.265		✔	✔	✔
	vídeo 4K		✔	✔	✔
	vídeo de 8K		✔	✔	✔
	ProRes (incluido RAW)		✔ (× 1)	(× 1) ✔ (× 2)	(× 1) ✔ (× 4)
UMA	Tipo		LPDDR5-6400
	Dimensión		16/32GB	32/64GB	64/128GB
	Canal		256 bits	512 bits	1024 bits
	Banda ancha		204,8 GB/s	409,6 GB/s	819,2 GB/s
Otros componentes	ISP (señal de imagen)		✔
	DSP (señal digital)		✔
	SEP (Enclave Seguro)		✔
	Controlador USB (rayo)		✔ (Rayo 4 / USB 4)
Productor			TSMC

Notas

^ Enclave seguro , en support.apple.com . Consultado el 16 de julio de 2020 .
^ Hacia el control total , en tomshw.it .
^ Procesadores de Apple , en clinic-iphone.com .
^ Análisis de Apple A12 , en anandtech.com . Consultado el 16 de julio de 2020 .
^ Análisis de Apple A13 , en anandtech.com . Consultado el 16 de julio de 2020 .
^ Hoja de datos del iPhone XS Max , en devicespecifications.com . Consultado el 12 de agosto de 2020 .
^ Comparación Apple A11 vs A10 , en nanoreview.net . Consultado el 16 de julio de 2020 .
^ Comparación de Apple A12 vs A11 , en nanoreview.net . Consultado el 16 de julio de 2020 .
^ Especificaciones de Apple A12 Bionic , en gadgetversus.com . Consultado el 16 de julio de 2020 .
^ https://rankquality.com/it/apple-a12z-bionic/ - Consultado el 27 de octubre de 2021.
^ Especificaciones A10X , en gadgetversus.com . _
^ Especificaciones A12X , en gadgetversus.com . _
^ Apple , el Mac Mini 2020 desatado: Poniendo a prueba Apple Silicon M1 , en anandtech.com .