Apple responde a las preocupaciones sobre la duración de la batería con sus SoC A9

iPhone 6s

Ayer, cubrimos informes de propietarios preocupados de iPhone 6s y 6s Plus, que han visto resultados marcadamente diferentes entre los dispositivos construidos en el nodo de 14 nm de Samsung y los que usan 16 nm de TSMC. Desde entonces, Apple ha publicado una declaración que cubre estas preocupaciones con más detalle de lo que inicialmente aludimos ayer, y vale la pena considerar cómo las declaraciones de la compañía encajan en el panorama general. La declaración de Apple se reproduce a continuación:

Con el chip A9 diseñado por Apple en su iPhone 6s o iPhone 6s Plus, obtiene el chip de teléfono inteligente más avanzado del mundo. Cada chip que enviamos cumple con los más altos estándares de Apple para brindar un rendimiento increíble y brindar una gran duración de la batería, independientemente de la capacidad, el color o el modelo del iPhone 6s.

Ciertas pruebas de laboratorio fabricadas que ejecutan los procesadores con una gran carga de trabajo continua hasta que se agota la batería no son representativas del uso en el mundo real, ya que pasan una cantidad de tiempo poco realista en el estado de rendimiento de CPU más alto. Es una forma engañosa de medir la duración de la batería en el mundo real. Nuestras pruebas y los datos de los clientes muestran que la duración real de la batería del iPhone 6s y del iPhone 6s Plus, incluso teniendo en cuenta las diferencias de componentes variables, varían en solo un 2-3% entre sí.



De los puntos de referencia y la duración de la batería



Apple tiene razón cuando dice que los puntos de referencia no suelen rastrear la experiencia del mundo real de usar un dispositivo. El propósito principal de la mayoría de los puntos de referencia es recopilar actuación datos, y el advenimiento de la evaluación comparativa moderna tiene sus raíces firmemente en la era anterior a los teléfonos inteligentes, cuando la duración de la batería no era relevante para computadoras de escritorio y estaciones de trabajo. Incluso ahora, muchas pruebas de duración de la batería equivalen a 'Repita esta carga de trabajo hasta que el teléfono se apague'.

El hecho de que utilice una carga de trabajo ligera o pesada en un teléfono puede tener un impacto profundo en la duración de la batería y, por extensión, en las pruebas del teléfono en comparación con otros dispositivos. Anandtech hizo este punto en su propia investigación :

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Compare el iPhone 5s con el iPhone 6. La batería del iPhone 6 es un 16% más grande que la del iPhone 5s, pero el tiempo de ejecución de uso ligero del iPhone 6 es casi un 30% más largo que el del iPhone 5s. Claramente, el silicio posterior es más eficiente energéticamente. Sin embargo, bajo una carga pesada, la batería más grande del iPhone 6 solo logra igualar el tiempo de ejecución total del iPhone 5s, no excederlo. Mientras tanto, el tiempo de ejecución pesado del iPhone 6 Plus es peor que el del Galaxy Note 5, pero más de 90 minutos mejor con un uso ligero.

Esta es la razón por la que es imposible descartar la respuesta de Apple como 'Lo está sosteniendo mal', a pesar de la forma sorda en que la compañía comunicó su declaración. Si una prueba de batería no captura con precisión la forma en que las personas usan el teléfono, es un mal punto de referencia. Puede medir con precisión el consumo de energía entre dos dispositivos en una carga de trabajo establecida, pero el objetivo principal de tales cargas de trabajo es capturar las condiciones del mundo real.

Hasta ahora, las pruebas de batería que se han realizado han implicado realizar un bucle de una prueba de JavaScript y la prueba de carga fija de Geekbench, que aparentemente hace hincapié en el iPhone 6 Plus en un 30% bastante constante. Ninguno de estos es particularmente representativo de las condiciones del mundo real. De hecho, en la única prueba que vimos en la que se realizó la carga en el mundo real (una prueba de reproducción de video durante 60 minutos), ambos iPhones perdieron la misma cantidad de batería. Esto implica que, al menos en algunas condiciones, el consumo de energía entre los dos dispositivos es básicamente idéntico.

Calor y variabilidad



Hay dos factores potenciales que podrían estar causando que los dispositivos Samsung exhiban un bajo rendimiento bajo carga en comparación con los equivalentes de TSMC. El primero, al que aludimos en nuestro artículo inicial, es el calor. Los transistores que están empaquetados de forma más compacta concentran naturalmente más calor en áreas más pequeñas. Existe una relación clara y conocida entre el calor y el consumo de energía, y aunque la relación exacta varía de un chip a otro y de un nodo a otro, es bien sabido que la temperatura tiene un impacto significativo.

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El segundo factor que entra en juego aquí es la variabilidad. Es importante entender que, si bien hablamos de que Apple construye un procesador A9 de la misma manera que podríamos discutir que Ford construye un motor, existen algunas diferencias críticas entre los dos. Cuando TSMC, Intel o Samsung construyen una oblea de chips, no 'saben' automáticamente qué tipo de chips tienen. Cada empresa probará su silicio para determinar qué tan buena (o mala) es la oblea. Los buenos chips son aquellos que pueden funcionar al voltaje objetivo y las velocidades de reloj con los niveles de consumo de energía deseados. Los chips excelentes son aquellos que pueden funcionar con un consumo de energía considerablemente menor o alcanzar velocidades de reloj más altas, mientras que los chips malos son aquellos que consumen demasiada energía o simplemente no pueden alcanzar las frecuencias objetivo.

Cada empresa tiene diferentes métodos para recuperar dados útiles a partir de muestras deficientes, ya sea que eso signifique deshabilitar parte del caché, uno de los núcleos o usar el chip en un sistema de escritorio donde la energía de la batería no es tan preocupante. Lo importante es comprender que la variabilidad ha ido empeorando constantemente con cada generación de productos. Para entender por qué, considere un escenario hipotético en el que un transistor 'bueno' contiene entre 100-200 átomos de un material, un transistor 'excelente' contiene entre 140-160 átomos y un transistor defectuoso (que no cumple con las especificaciones deseadas) tiene menos de 100 o más de 200. En este ejemplo, estos números corresponden a un nodo de proceso más antiguo, digamos, 45 nm.



AppleA9

Ahora, imagina esta misma situación, pero con números muy diferentes. En nuestro segundo ejemplo, un buen transistor contiene entre 20 y 40 átomos de un material de dopaje, un gran transistor tiene entre 28 y 32 átomos y un mal transistor es cualquier transistor con menos de 20 o más de 40. Es mucho, mucho más difícil controlar la distribución de 20 átomos de lo que es controlar la distribución de 100 átomos. Recuerde, dado que los chips de 14nm tienen muchos más transistores que los de 45nm, no se trata solo de un control más estricto, debe ser más perfecto para mantener las tasas de falla bajo control. Esta es la razón por la que los chips modernos a veces se diseñan con redundancia lógica incorporada: si un componente de un chip no pasa la prueba, tiene unidades duplicadas listas para funcionar.

Esto es lo que esto significa, en conjunto: si bien estamos seguros de que Apple todavía apunta estrictamente a ciertos rangos para sus partes, esperaríamos ver una mayor variación en el tiempo de ejecución y la duración de la batería entre TSMC y el hardware de Samsung porque incluso una empresa tiene un estricto rigor legendario. como Apple tiene que aceptar las leyes de la física.

¿Qué significa esto para TSMC vs. Samsung?

Hasta ahora, la posición oficial de Apple es que no hay diferencia entre los dispositivos TSMC y Samsung. Sospechamos que si la empresa rompe con esta postura, será por diferencias de calor entre los dos dispositivos, más que por métricas de rendimiento. Hay formas sutiles de ajustar el rendimiento para reducir la temperatura de la piel y es posible crear reglas de energía para los dispositivos Samsung que sean diferentes a las que se usan para TSMC.

Lo único a lo que nos ceñiremos es que esta variación es casi con certeza la razón por la que Apple se vio obligada a utilizar una fuente dual de hardware en primer lugar. Lo que será interesante es ver si este problema continúa o no con versiones posteriores del teléfono. Samsung y TSMC están mejorando constantemente el rendimiento en 16 / 14nm, lo que significa que veremos esas mejoras reflejadas en los dispositivos, incluso si Apple nunca anuncia que sus productos posteriores tienen un mejor consumo de energía o temperaturas más bajas en comparación con los más nuevos.

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