Así serán los iPhone 15 (II): A16 y A17

Continuamos nuestro recorrido por las novedades que presentarán la nueva gama de iPhone 15 que Apple presentará el próximo 12 de septiembre y os hablamos de su cerebro: los chips A16 y A17.

¿Qué es la construcción basada en 3nm y por qué será una mejora que no hemos visto en años, desde al menos el chip A14? ¿En qué se basan los procesos de construcción? ¿Cómo serán los nuevos cerebros de la gama?

Os explicamos todo en detalle para que dejar claro cada punto y lo comparamos con la gama de los últimos años para entender mejor la evolución.

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Cuonda, la comunidad de podcast independientes en español. Hola y bienvenidos a un nuevo episodio de Apple Coding Daily. Este episodio, continuación del que hicimos el pasado martes, que lo tienen por aquí el episodio, si quieren verlo, donde, si están en YouTube, donde hablábamos de las cámaras de los nuevos iPhones en base a lo que se comenta dentro de la rumorología. ¿Qué cambios van a tener las cámaras de los 15, 15 Plus, 15 Pro, 15 Pro Max y 15 Ultra? Aunque como ya dijimos en el anterior programa, aún no está claro si habrá tres modelos profesionales, 15 Pro, Pro Max y Ultra, o el Pro Max será renombrado a Ultra. También no está claro si al final el 15 ultra vendrá en titanio en vez de acero inoxidable como se rumoreó también en su momento. Por lo tanto tendríamos dos o tres modelos profesionales y dos modelos que serían de gama "entrada" entre comillas. Básicamente otra de las grandes diferencias que va a tener este nuevo iPhone que es al que vamos a dedicar este programa es el chip. El chip porque de nuevo Apple pondría el chip de los modelos pro de la generación anterior en los modelos de gama entrada por lo que los iPhone 15 y 15 plus tendrían el procesador A16 que es el que tienen los 14 pro y 14 Pro Max, siendo para los modelos Pro, Pro Max y Ultra o Pro y Ultra el chip A17. Y este chip, que tiene un nuevo proceso de fabricación, vamos a ver en este programa por qué es tan importante este cambio y qué nos puede aportar. ¿Alguna vez has soñado con convertirte en un desarrollador iOS creando aplicaciones que millones de personas podrían usar todos los días? ¿Te has sentido abrumado por la complejidad y la exigencia del mundo del desarrollo Apple? En Apple Coding Academy entendemos tus inquietudes y tenemos la solución para ti. 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Para entender todo esto tenemos que irnos, como no, históricamente hacia atrás en el tiempo, y empezar a hablar de los chips A13, los que venían con los iPhones 11. El A13 es el modelo que estableció la estructura actual de chip Bionic, consiguiendo que la GPU que ya era creada por la propia Apple hasta el A12, el chip gráfico de los Apple Silicon, no era diseñado por la propia Apple. A partir del A13 ya sí es diseñado por la propia Apple y además incluye características de chips de escritorio y de chips de consolas de nueva generación. Ya no sólo el tema del Ray Tracing, sino también otra serie de mejoras y optimizaciones que hasta ese momento los conjuntos de instrucciones metal no tenían para los chips de Apple, los chips gráficos. El A13, como digo, es el primer paso, pero el A13 está fabricado en la plataforma N7 de TSMC, es decir, está fabricado sobre 7 nanómetros. ¿Quiere decir esto que los chips tienen un tamaño, los transistores tienen un tamaño de 7 nanómetros? No, obviamente no. La nomenclatura de los nanómetros no es más que una definición o un nomenclado más cercano al marketing o a la denominación comercial que a la realidad de el tamaño que tienen estos elementos. El dato realmente clave o uno de los datos más clave que hay al respecto para entender la diferencia de los chips es el dato de la densidad de microtransistores por milímetro cuadrado. Este dato es el que nos da de una manera mucho más clara cómo está fabricado el chip, porque a mayor densidad los componentes son más pequeños y al ser más pequeños son más eficientes energéticamente pueden ir más rápido y al ir más rápido generan menos calor. Es una proporción en la que cuanto más pequeño más eficiente, es decir, cuanto más pequeño la misma velocidad, genera menos energía y al consumir menos energía, obviamente genera menos calor. Si nos vamos a los datos técnicos, el tamaño del chip A13, el tamaño de su die, que es como se denomina técnicamente a ese cuadradito del chip, cuadradito rectángulo del chip, porque recordemos que los Apple Silicon son un System on a Chip, no es un procesador como en el caso de Intel que sólo tiene la CPU dentro y luego dentro de la CPU tiene una serie de instrucciones que le permiten hacer otras cosas pero en esencia es sólo un componente, la CPU. Pues bien, Apple Silicon no, es un System on a Chip. Dentro del System on a Chip, dentro de ese DAI, lo que tenemos es la memoria, la GPU, la CPU, el motor neural, en fin, todos los componentes que permiten que el iPhone funcione o los Mac si tienen Apple Silicon. El tamaño de la 13 es de 98 con 48 milímetros cuadrados, vale, es su área, ¿de acuerdo? Porque como tienen, no son cuadrados perfectos, pueden ser de cuatro lados, pues se denomina, se miden su tamaño por el área y tiene un área, insisto, de 98 con 48 milímetros cuadrados con un total de 8.500 millones de transistores fabricado en 7 nanómetros por lo que tiene una densidad aproximada de 86,3 millones de microtransistores por milímetro cuadrado. Transistor arriba, transistor abajo. Fíjense en este dato. ¿De acuerdo? Pues bien, si nos vamos al A14, que es el primero que se fabricó con el último gran cambio, si no contamos el actual que aún no hemos visto, pero el último gran cambio en el proceso de fabricación de TSMC fue el salto de los 7 nanómetros a los 5, que en realidad es un salto que aunque no sea 100% pasar de chips de 7 nanómetros a chips de 5, porque ya hemos dicho que no es así, pero es una mejora en el proceso de fabricación que, ojo, aumenta la densidad de microtransistores por lo que hace que el mismo chip pueda ir yendo a la misma velocidad, consumir menos energía y generar menos calor o conseguir que el calor y la energía que ya consumía el modelo anterior sea el mismo aumentando la potencia del chip o poniéndole más núcleos porque si ahora tenemos también una mayor densidad yo puedo ponerle más componentes en el mismo espacio por lo que a partir de la A14 los chips de Apple eran lo suficientemente buenos a nivel de densidad como para poder fabricar el M1, ya que la A14 es la versión móvil del M1 y al tener esa densidad de microtransistores dentro de su fabricación permitió crear chips con muchos más componentes para crear ese maravilloso M1 que dio lugar al inicio de la era Apple Silicon en los Mac. Pues bien, el A14 tiene un tamaño de DAI de 88,45 mm². Tiene un tamaño 10 mm² menos que el A13. Es más pequeño. ¿Saben cuántos millones de microtransistores puso Apple dentro de este chip? 11.800 millones, el A13 tenía 8.500, el A14 tenía 11.800. Pero como el A14 ya estaba fabricado en 5 nanómetros, de pronto la densidad de microtransistores por milímetro cuadrado pasa de 86,3 millones a 133,4 millones de microtransistores por milímetro cuadrado. Fíjense la enorme diferencia. Esto, insisto, no sólo permite sobre un tamaño menor, porque, insisto, el A14 es más pequeño que el A13, no sólo permite meter más componentes dentro de un mínimo tamaño, obviamente también permite una mejor eficiencia energética, que a la misma potencia se genere menos calor y también, insisto, poner más componentes. El A14 estaba fabricado en el proceso base de los 5 nanómetros de TSMC. Hacer una mejora de estas características es muy complicado, muchísimo, por lo que la investigación y desarrollo detrás de un cambio en los procesos de fabricación es de años. TSMC lleva años para conseguir la mejora de los 3 nanómetros que ya anunció el pasado año y que este año va a empezar a entregar a Apple porque Apple es su único provee, su único cliente, perdón, de estos chips en primera instancia. Todos los chips que va a fabricar TSMC se los va a llevar Apple en esta primera hornada. Todos. Porque Apple ha pasado por caja para conseguir esto. De hecho, tienen que tener en cuenta que los chips nuevos, los A17, tienen una eficiencia de fabricación del 70%, es decir, de todas las obleas que se imprimen, el 30% tienen que ir descartadas porque no sirven, porque no funcionan, porque la producción a esos niveles. Es tan, requiere de un nivel tan alto de precisión, que no se consigue un rendimiento del 100%. Es como sucede con los paneles OLED. No todos los paneles OLED que se fabrican son paneles que pueden llegar a usarse porque salen con desperfectos. Y esto obviamente incrementa el precio. Incrementa el precio por un lado por la poca eficiencia de que 7 de cada 10 chips que se fabrican sirven y los otros tres no y que Apple ha puesto encima de la mesa dinero para conseguir que toda la producción de 3 nanómetros de primera hornada de TSMC sea sólo para ellos dejando fuera a Intel, a Qualcomm y a otros muchos fabricantes. Nadie salvo Apple va a poder dar durante este próximo próximo año los chips a 3 nanómetros fabricados con este proceso por TSMC. Uno de los motivos por los que el iPhone incrementará su precio por primera vez en años en Estados Unidos. Ya sé que lo ha hecho fuera de Estados Unidos, pero este es el primer año en el que, dentro de Estados Unidos, los precios de los iPhones van a subir. No solo por esto que hemos comentado de los 3 nanómetros, es que obviamente Apple necesita que se sigan fabricando con el proceso anterior los A16 y el resto de chips que pone en el resto de sus productos. Los M2, los M2 Pro, M2 Max, porque tiene que seguir vendiéndolos, incluso los M1. Pero TSMC está a tope, ya no puede dar más de sí, porque toda la puñetera industria de fabricación de chips depende en estos momentos de TSMC porque nadie tiene la capacidad de producción tan perfecta que tiene TSMC, por lo que no dan abasto y Apple se ha quedado con toda la producción a base de tirar de billetera. ¿De acuerdo? Entonces, obviamente, eso es algo que va a repercutir a sus clientes, como no podía ser menos. ¿Vale? Apple no es una ONG. Apple es una empresa cuyo objetivo es ganar dinero o "chorprecha", igual que Google, igual que Samsung, igual que cualquier empresa en este mercado capitalista en el que vivimos. En fin, las empresas están para ganar dinero. Pues eso es lo que hay. Nos guste o no. Entonces, viendo esta mejora tan enorme en el salto del proceso de fabricación entre los 7 nanómetros de la 13 y en los 5 de la 14, podríamos pensar, "¡Oh, pues qué maravilla! El nuevo va a ser estupendo". Claro, el problema es que, como hemos comentado, Apple renueva cada año los chips, mientras que TSMC no renueva cada año, ya quisieran ellos, su proceso de fabricación. Porque, de hecho, cuanto mayor es la reducción, más les cuesta poder estar a la altura y poder ir reduciendo. Cuanto más se reduzca, más difícil es dar el siguiente paso. Así que lo que está sucediendo es que los siguientes chips de Apple, el A15, que fue el que vino con el iPhone 13, este A15 utilizó el proceso de fabricación de TSMC de 5 nanómetros de segunda generación. Un proceso que lo que hacía era mejorar la eficiencia de las obleas para que un mayor porcentaje de dichas obleas fueran operativas, no se descartara tanto porcentaje y también mejora en el proceso de construcción para poder permitir que se puedan meter un poquito más de componentes, que no se genere tanto calor, pero en esencia es como un pequeño retoque, no cambia realmente mucho. Por eso el A15 pasa de un tamaño de los 88,45 mm2 de área del A14 a un tamaño de 107,68. Se va a un tamaño mucho más grande incluso que el A13 fabricado con un proceso peor. 107,68 milímetros cuadrados de área del A15, porque Apple pasa de poner 11.800 millones de microtransistores en sus chips con el A14 a poner 15.000 millones, ya que el A15 tenía muchos más componentes tenía más los núcleos eran más grandes más potentes tenía más componentes le habían puesto más cosas etcétera por lo que tiene insisto 15.000 millones de transistores la densidad pasa a ser 139 con 4 millones de micro transistores por milímetro cuadrado sube de 133 con 4 a 139 con 4, ¿de acuerdo? ¿Por qué? Pues porque lo que hemos conseguido es que sobre el mismo proceso de fabricación, al meter más componentes, tenemos un chip más grande, pero la densidad aumenta levemente. Aprovechando esa pequeña mejora en el proceso de fabricación que hace que todo sea más eficiente poquito más, Apple lo que hace es poner más núcleos, más velocidad, más componentes, etcétera, por lo que el A15, pues bueno, más o menos se calienta más o menos igual que los anteriores, porque lo poquito que ha ganado en el proceso de fabricación de segunda generación, pues es usado por el otro. Entonces pasamos a la 16. La 16 es el primer chip que tiene el conjunto de instrucciones ARM v9. Todos los chips de Apple hasta ahora, todos sin excepción, utilizan el conjunto de ARM versión 8 con leves modificaciones en dicho conjunto de instrucciones específicas que pone Apple en el diseño de estos chips que amplían el conjunto de ARM. Pero este A16 es el primero y hasta ahora el único que tiene el conjunto v9 que tiene instrucciones específicas para Machine Learning, seguridad y un montón más de cosas y además de mejoras en lo que es el propio chip y todos sus componentes funcionamiento etcétera. Este chip pasa de 15.000 millones de transistores a 16.000 millones de transistores. Aumenta en mil millones. ¿Eso por qué? Porque Apple lo fabrica sobre la plataforma, sobre el proceso de fabricación, de tercera generación de 5 nanómetros, el que se denomina por TSMC N4P y que las marcas, incluida Apple, llaman de 4 nanómetros. no es de 4 nanómetros chavales es el de 5 de tercera generación vale pasa que en fin el marketing ya sabemos cómo es entonces el caso es que este chip a 16 no mejora de hecho al aumentar el más o menos con el mismo tamaño al aumentar el tamaño a lo que es el número de chips hace que en general se caliente más y este es uno de los problemas por los que los iPhone 14 Pro están teniendo problemas en la vida de las baterías. Los modelos Pro y Pro Max están teniendo problemas, algunos modelos, en que la batería se degrada con demasiada velocidad y es porque los chips A16, uno de los motivos es que los chips A16 se calientan demasiado para el diseño thermal que tienen. Y por lo tanto Apple no ha sabido ajustar de la manera más conveniente el thermal throttling y los límites de calentamiento del chip para evitar que este chip, que no tiene una disipación activa, no tiene un ventilador, sino que tiene normalmente pads termales, que son materiales que absorben el calor y lo echan fuera a través de los materiales del dispositivo, pues no esté lo suficientemente bien optimizado y ha provocado este efecto colateral que se ha visto a medio plazo. ¿Qué es lo que sucede ahora con los A17? Pues que los A17 que vendrán con los modelos profesionales si tienen una buena mejora porque tienen ese aumento, ese irse a 3 nanómetros y en irse a 3 nanómetros es muy importante porque ahora vamos a tener chips que van a ser más pequeños con muchos más millones de microtransistores que van a permitir poner más componentes dentro de los procesadores, pero sobre todo, y aquí está el gran dilema, hacia dónde va a tirar Apple. Según se habla, la mejora del proceso de fabricación podría llegar a tener, de 5 nanómetros a 3, una mejora de hasta el 30 a 35 por ciento en la emisión de calor y eficiencia energética. Si Apple decide poner más velocidad en sus componentes y meter más componentes para hacer un chip igual de grande y no aprovecha el hacer un chip más pequeño, lo que va a conseguir es comerse ese margen de mejora por el proceso de fabricación para darle más músculo al procesador, algo que desde mi punto de vista es absolutamente innecesario, porque ya van suficientemente rápido todos los chips de móvil desde el A13, prácticamente les diría desde el A11 Bionic incluso, que ahora ha quedado descartado porque iOS 17 ya no soportará este chip por un problema de fabricación a nivel de seguridad que hace que los A11 Bionic se puedan se pueda hacer jailbreak con ellos porque tienen un fallo 0day de diseño de hardware. Pues bien, este es el tema que desde, vamos a poner el A12, los cambios reales en un móvil para el 99,9% de de la puñetera humanidad son absolutamente inapreciables. Prácticamente nadie, salvo alguien que juegue a un juego de muy alta exigencia, no hay una diferencia real. Porque sí, obviamente, un iPhone con una 16 es más rápido que un iPhone con una 12. Pero eso, ¿qué supone en el uso real? nada, seamos sinceros, nada para el 99,9% de la humanidad que va a comprarse un nuevo iPhone. Por lo que si Apple decide, como ya hizo con el A14, aumentar la cantidad de componentes, aumentar la velocidad y por lo tanto aprovechar ese margen de eficiencia energética para dar más potencia y por lo tanto decir que el A14 es mucho más rápido, pues vale, bien, con el A14 vale, pero con el A17 Apple tiene la oportunidad de no aumentar la potencia de manera significativa, simplemente dejar los mismos puñeteros núcleos, la misma velocidad o poquito más de velocidad en esos núcleos y aprovechar ese 30% de mejora de eficiencia energética para eso, para la eficiencia energética, por lo que automáticamente tendríamos un iPhone cuyo chip se calentaría nada, casi nada, ¿vale?, porque la mejora de eficiencia es tan grande que prácticamente no notaríamos, incluso con un uso intensivo, que el iPhone se calienta por el chip. Y no solo eso, sino que, además, conseguiríamos que su batería no solo durara más porque no va a tener problemas de calor que la degrade más rápidamente como sucede con los modelos 14 pro con el A16. No, es que además vamos a conseguir que la batería dure más. Dure más en tiempo, en tiempo general mientras se va degradando y en tiempo de carga, que una sola carga sea capaz de durar más tiempo. Probablemente ya no es tiempo de llamada, es que estaríamos hablando probablemente de un momento de dos o tres horas de uso. Oye, dos o tres horas de uso, telita, podría ser interesante, ¿no? Entonces, esa es la decisión que Apple tendrá que tomar. ¿En qué punto pondrá el equilibrio de la A17 para aprovechar más la eficiencia energética o para decir que la A17 tiene mucho más músculo, es más rápido y mira qué potente. Pues mira, ya es lo suficientemente potente. Vamos a centrar, es mi opinión, sobre la eficiencia energética y con esto ganamos todos mucho más que con la potencia, con lo que al final no ganamos nada, porque los chips, hace ya mucho tiempo, de móvil en los iPhones, son lo suficientemente potentes para el 99,9% de la humanidad. Y aquí el marketing no debería ganar, o al menos el marketing debería, de entender que hoy es más en mi opinión, es mejor vender una mejora de eficiencia energética que vender más potencia. Sería un poco ese el tema. Sin olvidarnos, por cerrar, que los iPhone 15 y 15 Plus tendrían el A16, ojito con esto, y los problemas de degradación de las baterías, que entiendo que Apple cambiaría levemente el diseño de los A16 y no serían exactamente el mismo, para que este problema de la degradación no se repitiera en los modelos 15 y 15 Plus, y los 15 Pro, Pro Max y Ultra o 15 Pro y Ultra tendrían el nuevo chip A17, que tendría el mismo proceso de fabricación que los futuros M3, porque en octubre veríamos una renovación de los iMac de 24 y otros modelos de Mac Apple Silicon con chips m3. Pero eso ya lo hablaremos en otro episodio. Así que poco más. Y poco más, espero que les haya quedado claro todo este tema de los procesos de fabricación, la densidad de microtransistores por milímetro cuadrado, etcétera, etcétera. Ya saben que todas estas cosas, por desgracia, sólo las contamos aquí. Ojalá hubiera más gente que también contar estas cosas porque creo que es importante que se conozcan estos detalles, que se expliquen correctamente y que así nos permita entender cómo es ese proceso de fabricación, ¿Por qué puede ser o no mejor? ¿Por qué sucede lo que sucede? ¿Por qué los iPhones se pueden calentar más o menos? ¿Por qué sufren degradación los modelos pro de los 14? etcétera. ¿Vale? Y ver, pues bueno, cómo es todo este proceso y cómo Apple puede ir mejorando la eficiencia de sus chips, etcétera. Si les ha gustado el programa, como siempre, si están en YouTube, no olviden suscribirse, dejarnos un like, etcétera. 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