Appleは将来のプロセッサについては通常沈黙を守り、新製品発表時に発表することを好んでいます。例えば、M1プロセッサについては、Appleがそれを搭載した新型MacBookを発表するまで詳細は明らかにされていませんでしたし、A14プロセッサについても、iPad Airに搭載されるまではほとんど情報がありませんでした。そのため、Appleの新世代システムオンチップ（SoC）の第一弾となるA15プロセッサについても、Appleが今年後半にiPhone 13を発表するまでは、おそらく何も発表されないでしょう。
しかし、将来の可能性をある程度予測することは可能です。過去のAシリーズプロセッサのトレンドや最先端のシリコン製造に関する知見、そしていくつかの推測を分析することで、A15に何が期待できるかをかなり正確に把握できるでしょう。
まだ5nmだが強化された
A14で、Appleは7nm製造プロセスからTSMCの最新5nmプロセスへと飛躍を遂げました。実際、A14は5nmプロセスで製造された初の大規模コンシューマー向けチップとなりました（Qualcommの5nm Snapdragon 888は数ヶ月後に発売されました）。
より小型で電力効率の高いチップ製造技術への道における次のステップは3nmです。これは大きな進歩であり、チップのロジック密度がほぼ2倍になり、同じ性能で消費電力が25～30%削減されるか、同じ消費電力で性能が10～15%向上します。
しかし、3nmはまだ準備が整っていない。AppleはTSMCの最先端の製造技術をいち早く導入するために多額の資金を投じているが、TSMCは来年のA16までApple向けに数千万個の3nmチップを製造できないだろう。
一方、Apple は A15 に 5nm 製造プロセスの改良版を採用すると予想されており、これによりパフォーマンスと電力特性がわずかに向上する可能性があります。
サイズが大きく、トランジスタ数が多い
A14のサイズは90mm²弱（A13より約10%小さい）と推定されていますが、これまでのiPhone用SoCの中で最大のものは100mm²強でした。しかし、A15では製造プロセス技術に大きな進歩がないため、パフォーマンスと消費電力の向上は、A13 とA12を比較したように、主にアーキテクチャの改良とチップの大型化によって実現されることになります。 したがって、A15は最大で15～20%程度大きくなり、それに見合ったトランジスタの搭載量になると想定しましょう。これよりも大きなサイズのiPhone用SoCはこれまで存在しません。
仮にA15のトランジスタ搭載量は約140億個と仮定した場合、この見積もりには大きな幅があり、Appleはチップサイズとコスト、そして性能のバランスについて多くの難しい決断を下さなければなりません。しかし、大まかな目安として、Appleは約15～20%多くのトランジスタを搭載できると予想しており、この値に基づいて性能と機能の予測を行っています。
CPUパフォーマンス
AppleのAシリーズSoCのシングルコアCPU性能は、ここ数年、驚くほど着実に向上しています。この傾向は今後も続くと予想しており、A15のシングルコアGeekbench 5の結果は1,800前後、あるいはそれ以上になるかもしれません。
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とんでもない話だ。Appleは現時点でAndroidスマートフォンを凌駕している。1,800というスコアは、Galaxy S21のSnapdragon 888よりも約75%速い。ちなみに、2018年後半に発表されたA12チップは、Samsung Galaxy S21（当社のテストでは1,076）よりもわずかに速い。Appleはまさに別格だ。
Appleが現在の構成（高効率コア2基と高性能コア4基）以上にコア数を増やす理由はあまりありません。マルチコア性能はシングルコア性能と同様に向上しますが、その向上幅はシングルコア性能よりも小さい場合が多いです（キャッシュ競合、リソース割り当て、熱制約などの影響による）。Geekbench 5のマルチコアスコアが4,800点に達する可能性は否定できませんが、私の予想では4,600点に近づくでしょう。
IDG
繰り返しますが、これは、ようやく 3,000 台を突破できたばかりの Android スマートフォンにとって、恥ずかしいことになるだけです。
グラフィックパフォーマンス
AppleはA14に独自のカスタムクアッドコアGPUを搭載しており、A13のクアッドコアGPUとわずかに性能が異なります。しかし、A13はA12のクアッドコアGPUよりもはるかに高速でした。つまり、A15のGPUに搭載されている「コア」の数にこだわりすぎる必要はありません。グラフィックス性能は多くの要素に左右されますが、その中でも利用可能なメモリ帯域幅は重要な要素です。
単純な傾向線に沿って考えると、3DMark Sling Shot Unlimitedテストでは7,200点前後のスコアが期待できます。これは非常に良いスコアですが、A14と比べてそれほど大きな差はありません。
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しかし、Sling Shotテストは現時点ではかなり古いものです。新しい3DMark Wild Lifeテストははるかに現代的で、最新のGPUが最新のハイエンド3Dゲームをどのように処理するかをより正確に表しています。このテストではフレームレートが50fps台後半に達し、もしかしたら魔法の60fpsに達するかもしれません。
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しかし、3Dグラフィックスの性能だけに注目するべきではありません。AppleはGPUの演算能力の向上にますます力を入れているようです。これは、画像や動画の操作、AIや機械学習、科学研究などでよく使われる超並列演算ルーチンをGPUで処理することを意味します。Geekbench 5にはMetal APIを用いたこのGPU演算能力のテストがあり、AppleのAシリーズチップはリリースごとに大幅に高速化しています。A15のスコアは最大12,000に達し、A12Zを搭載したiPad Proと同等の性能です。これはGeForce GTX 980Mの性能に匹敵します。
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しかし、現在の 3D グラフィックス パフォーマンスが主にメモリ帯域幅によってボトルネックになっており、Apple がそれを大幅に改善することができれば (キャッシュの大型化や性能向上、LPDDR5 への移行などを通じて)、GPU パフォーマンスが大幅に向上する可能性があります。
ついにLPDDR5 RAM？
昨年、AppleがAシリーズチップの過去3世代に搭載されていたLPDDR4Xから、Galaxy S21などのハイエンドAndroidスマートフォンで使用されているLPDDR5 RAMに移行するのではないかと推測しました。奇妙なことに、それは実現しませんでした。A14、そしてそれをベースとしたM1でさえ、LPDDR4Xを採用しているのです。
サムスン
今年はAppleが飛躍の年になるに違いありません。これにより、同等の消費電力でメモリ帯域幅が最大50%増加します。これにより、すべてのCPUコアとGPUコアにデータを供給し続けることが容易になり、持続的なパフォーマンスが向上します。また、消費電力が削減され、バッテリー駆動時間が延びる可能性もあります。
ベンチマークテストは多くの場合、プロセッサのキャッシュに収まるため、メモリ帯域幅に直接比例してスケールしません。実世界のアプリケーションは、合成ベンチマークよりもメモリ帯域幅の増加による恩恵をより多く受ける傾向があります。しかし、現代のハイエンド3Dグラフィックスは、一般的に帯域幅の増加に伴って良好にスケールします。LPDDR5への移行は、メモリ制約のある状況を改善しますが、特にハイエンドグラフィックスアプリケーションに顕著な影響を及ぼします。
画像処理とニューラルエンジン
AppleのSoCの「非コア」部分について、詳細な情報があまり得られません。Apple Siliconには、エンコーダーとデコーダー、画像処理、オーディオDSPなど、特定のタスクを高速化するための様々な機能が搭載されています。これらは重要なものですが、パフォーマンスを測定するために切り分けるのが難しいものです。今回、AV1ビデオコーデック用のハードウェアデコーダーを搭載した最初のApple Siliconになるのでしょうか？そう願っています！
しかし、そうした特殊用途のアクセラレータの一つ、Appleの機械学習処理アレイであるNeural Engineについて、主要な情報が得られました。A14は16個のNeural Engineコアを搭載しており、これはA13のコア数の2倍です。その他の機能強化と合わせて、これによりパフォーマンスは11TOPS（1秒あたり兆演算）まで向上しました。
Appleは機械学習に非常に力を入れており、MLパフォーマンスをさらに向上させたいと考えていることは間違いありません。繰り返しになりますが、アーキテクチャの改善とコア数の増加の組み合わせが期待されますが、後者はチップサイズとトランジスタ予算の制約によって多少制約される可能性があります。最終的なパフォーマンスは15～20TOPSになると予想していますが、これはあくまで推測の域を出ません。
モデムのアップグレード
現在のiPhone 12シリーズは、QualcommのSnapdragon X55モデムを搭載しています。QualcommはX65を発表しましたが、今年の新型iPhoneには間に合いません。Qualcommはこれらのモデムを量産開始の数ヶ月前に発表しますが、その後、スマートフォンメーカーがそれらを統合、テスト、そして認定するまでにはさらに数ヶ月かかります。
つまり、A15はSnapdragon X60モデムと組み合わせられる可能性が高いということです。X60はX55と同等のピーク速度（現在のどのキャリアも提供可能な速度をはるかに上回る）をサポートしますが、キャリアアグリゲーション技術の改良により、より安定した高速通信が実現できるはずです。
クアルコム
最大の改善点はバッテリー寿命でしょう。X60は5nmプロセスで製造されていますが、X55は7nmプロセスを採用しています。つまり、チップが小型化され、消費電力も低減され、5G使用時のバッテリー寿命への影響も軽減されるでしょう。
その他のワイヤレス機能に関しては、Wi-Fi 6、Bluetooth 5、NFC、超広帯域無線（UWB）のサポートが継続されると予想されます。さらに、より新しいWi-Fi 6Eへの移行も期待できます。6GHz帯の周波数帯域をサポートするルーターはまだ多くありませんが、iPhone 13が発売される今秋には普及が進み、製品の寿命が尽きるまではあらゆる場所で普及するでしょう。
