Apple A13 Bionic

Der Apple A13 Bionic ist ein von dem US-amerikanischen Unternehmen Apple entwickelter und von dem taiwanischen Halbleiterhersteller TSMC hergestellter Arm-basierter System-on-a-Chip (SoC). Vorgestellt im September 2019 kommt der SoC beim iPhone 11, den beiden Varianten des iPhone 11 Pro, dem iPhone SE der zweiten Generation und dem iPad der neunten Generation zum Einsatz. Der Vorgänger des A13 Bionic ist der Apple A12 Bionic, der Apple A14 Bionic ist dessen Nachfolger.

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Produktion:	seit 2019
Produzenten: Apple (Entwicklung) TSMC (Fertigung)
Fertigung:	7 nm (TSMC N7P)
Befehlssatz:	Armv8.4-A A64
Namen der Prozessorkerne: 2× High-Performance Lightning 4× Energieeffizienz Thunder

Design

Der A13 Bionic verfügt über eine von Apple entwickelte 64-Bit-Armv8.4-A-Sechskern-CPU mit zwei Hochleistungskernen, die Lightning heißen und mit bis zu 2,66 GHz takten, und vier energieeffizienten Kernen, Thunder genannt, die mit bis zu 1,73 GHz takten. Den Lightning-Kernen stehen je 128 KiB L1I und 128 KiB L1D zur Verfügung, der gemeinsame L2 ist 8 MiB groß. Den Thunder-Kernen stehen je 48 KiB L1I und 32 KiB L1D sowie ein gemeinsamer 4 MiB L2 zur Verfügung. Für beide reklamiert Apple ein Leistungsplus von 20 %. Erstmals verbaut Apple spezielle Einheiten (AMX genannt) zur Beschleunigung von Matrizenberechnungen für KI-Anwendungen. Sie sollen bis zu sechsmal schneller ablaufen als eine Berechnung durch die CPU und dabei eine Billion Rechenvorgänge pro Sekunde (1 TOps) erreichen.

Der A13 Bionic integriert einen von Apple entwickelten Grafikprozessor (GPU) mit vier Shaderclustern sowie eine dedizierte neuronale Netzwerk-Hardware (NPU) mit 8 Kernen. Beide sollen laut Apple bis zu 20 % schneller sein als im Vorgänger Apple A12 Bionic. Im SoC ist der M13-Motion-Koprozessor integriert und ein dem gesamten SoC zur Verfügung stehender System-Cache ist 16 MiB groß.

Der A13 Bionic wird bei TSMC in einem 7-nm-FinFET-Verfahren 'N7P' hergestellt und enthält 8,5 Milliarden Transistoren, er ist 98,48 mm² groß. Das SoC mit der Bezeichnung APL1W85 bildet zusammen mit 4 GiB (3 GiB im SE) LPDDR4X-RAM einen PoP (Package-on-Package), hergestellt in TSMCs InFO-Packaging-Verfahren, das Speicherinterface ist 64 Bit breit.

Einzelnachweise

1. Sean Hollister: Apple says its new A13 Bionic chip brings hours of extra battery life to new iPhones. In: The Verge. 10. September 2019, abgerufen am 15. September 2019 (englisch). 
2. iPhone 11, AirPods, iOS 13... revivez les annonces de la keynote d'Apple. 10. September 2019, abgerufen am 15. September 2019. 
3. Samantha Murphy Kelly and Seth Fiegerman, CNN Business: What you need to know about Apple's iPhone 11 event. Abgerufen am 15. September 2019. 
4. iPhone 11 Pro. Abgerufen am 15. September 2019 (deutsch). 
5. Apple iPhone 11: Ein Blick aufs Herzstück – Neuer SoC hat 8,5 Milliarden Transistoren. 12. September 2019, abgerufen am 15. September 2019. 
6. Andrei Frumusanu: The Apple iPhone 11, 11 Pro & 11 Pro Max Review: Performance, Battery, & Camera Elevated. In: www.anandtech.com. Abgerufen am 20. Oktober 2019. 
7. A13 Bionic - Apple. In: en.wikichip.org. Abgerufen am 12. Januar 2020. 
8. Apple announces A13 Bionic chip for iPhone 11. In: VentureBeat. 10. September 2019, abgerufen am 15. September 2019 (amerikanisches Englisch). 

Chronologie der Systems-on-a-Chip und Systems-in-Package von Apple

Systems-on-a-Chip
in iPhone, iPad mini, iPod touch, Apple TV, HomePod und Studio Display		S5L8900 (2007) • S5L8720 (2008) • S5L8920 (2009) • S5L8922 (2009) • A4 (2010) • A5 (2011) • A6 (2012) • A7 (2013) • A8 (2014) • A9 (2015) • A10 (2016) • A11 (2017) • A12 (2018) • A13 (2019) • A14 (2020) • A15 (2021) • A16 (2022) • A17 (2023)
im iPad (ausgenommen mini)		A4 (S5L8930X) (2010) • A5 (2011) • A5X (2012) • A6X (2012) • A7 (S5L8965X) (2013) • A8X (2014) • A9X (2015) • A10X (2017) • A12X (2018) • A12Z (2020) • A14 (2020)
in iPod Classic, Nano und Shuffle		S5L8700 • S5L8701 • S5L8702 (2007) • S5L8730 (2009) • S5L8723 (2010)
in MacBook Air, MacBook Pro, Mac mini, iMac, Mac Studio, iPad Pro und iPad Air		M1 (2020) • M1 Pro (2021) • M1 Max (2021) • M1 Ultra (2022) • M2 (2022) • M2 Pro (2023) • M2 Max (2023) • M2 Ultra (2023) • M3 (2023) • M3 Pro (2023) • M3 Max (2023)
in MacBook Pro, MacBook Air, Mac mini, iMac, iMac Pro und Mac Pro (nur Chips für die Sicherheit)		T1 (2016) • T2 (2017)
Systems-in-Package
in der Apple Watch		S1 (2015) • S1P (2016) • S2 (2016) • S3 (2017) • W2 (2017) • S4 (2018) • W3 (2018) • S5 (2019) • S6 (2020) • S7 (2021) • S8 (2022)
in den AirPods, AirPods Pro und AirPods Max		W1 (2016) • H1 (2019) • H2 (2022)