Appleの64ビットA7は、すでにアプリやゲームで高度な新しいオーディオ、ビデオ機能を実現している

Appleの64ビットA7は、すでにアプリやゲームで高度な新しいオーディオ、ビデオ機能を実現している

Apple の新しい 64 ビット A7 アプリケーション プロセッサのデビューは、この新しいチップは特別なものではないと主張する複数の業界関係者から批判されているが、一連の iOS 開発者はパフォーマンスの大幅な向上を報告しており、すでにこの新しいチップを使用して、これまでモバイル デバイスでは不可能だった「デスクトップ クラス」のタスクを実現している。

3週間も経たないうちに、Appleのワールドワイド製品マーケティング責任者であるフィル・シラー氏は、iPhone 5sのイベントで異例のレベルの技術的詳細を含む新型A7をサプライズ発表した。

シラー氏は、このチップが「最新の命令セット」を備えた「64ビットデスクトップクラスのアーキテクチャ」を備えていることに言及し、新型チップは従来のA6チップと比べて汎用レジスタと浮動小数点レジスタが倍増し、102mmのダイサイズに10億個以上のトランジスタを搭載していると述べた。このような数字はAppleのメディア発表では珍しく、一般ユーザーにはその意味がほとんど理解されていないだろう。

これにより、批評家や競合他社が、この新チップは単なるマーケティングの見せかけに過ぎないと主張する余地が生まれています。例えば、クアルコムの最高マーケティング責任者であるアナンド・チャンドラセカー氏は最近、メディアに対し、「AppleがA7で(64ビット)を採用したため、多くの騒ぎが起きています。彼らはマーケティングの策略を弄しているだけだと思います。消費者がそこから得られるメリットは何もありません」と述べています。

64ビットA7はより速く、より長い寿命

Chandrasekher氏の意見は、A7がiPhone 5sの主要機能、例えば高度なカメラ機能(専用のコンパクトカメラに似たアーキテクチャを採用したA7のイメージシグナルプロセッサを搭載)やTouch ID(AppleがA7のSecure Enclaveプロセッサと呼ぶものを採用)を実現することが既に知られているため、特に疑わしい。どちらもA7に統合されている。

iPhone 5sでは、A7の新しい64ビットアーキテクチャが、ARMv8と呼ばれる「最新の命令セット」のおかげで、開発者に即座にメリットをもたらします。ARMv8は、AES暗号化を高速化する機能などを備えています。また、AppleはA7チップの開発と、Xcode内のコンパイラと開発ツールの両方を管理しているため、開発者はアプリをA7で動作するように再コンパイルすることで、新しいハードウェアと命令セットの効率性を「無料で」最大限に活用できます。

このプロセスにより、iPhone 5sにバンドルされているApple独自のソフトウェアはすでに改善されています。カーネルからライブラリ、ドライバ、Safari、メール、写真、マップなどのアプリに至るまで、すべてが64ビット向けに再コンパイルされています。同じハードウェアで32ビットから64ビットのベンチマークに移行した際にも、パフォーマンスの顕著な向上が見られました。さらに、32ビットベンチマークではA7がA6よりもベースラインで向上しています。

iPhone Galaxy Geekbench 3のパフォーマンス数値

A7は、従来のA6よりも高速なだけではありません。SamsungのExynos 5 Octaのような競合チップの追加コアやクロック速度の向上を必要とせずに、より高速化しています。これにより、バッテリーを急速に消耗させる高温で高回転する頭脳に電力を供給するために、より大きなバッテリーを搭載する必要がなく、より軽量で小型のデバイスでより高速なパフォーマンスを実現しています。

その結果、AppleのiPhone 5sは、Note 3がシステムRAMの2倍、システムクロックの2倍、バッテリー容量の2倍以上(iPhone 5sは1570mAhに対し3,200mAh)を搭載しているにもかかわらず、Samsungの最新大型ファブレットと同等かそれ以上のパフォーマンスを実現しています。高速化(上図)だけでなく、バ​​ッテリー効率も大幅に向上しており、LTEでのウェブ閲覧時におけるバッテリー駆動時間(下図)では、iPhone 5sがNote 3を凌駕しています。

すでにさまざまな App Store 開発者が新しい A7 を活用し始めており、彼らが新しい 64 ビット チップの使用体験について報告している内容は、iPhone 5s が単に「マーケティング上の策略」で包まれているだけという考えを払拭しています。

Algoriddimはdjay 2とvjayのA7を活用して、これまで不可能だった機能を導入しました。

ドイツのAlgoriddim社のKarim Morsy氏は、「djay 2を64ビットA7チップに最適化することで、iPhoneアプリにデスクトップクラスのパワーをもたらすことができました」と述べています。A7のおかげで、「これまでは不可能だった新しい機能やエフェクトを導入することができました」 - Karim Morsy氏、Algoriddim

モルシー氏はさらに、「djay のオーディオ処理と分析は最大 2 倍高速化され、UI とアニメーション全体がよりスムーズに実行されるだけでなく、これまでは不可能だった新しい機能や効果を導入できるようになりました」と付け加えました。

「例えば、ハーモニックマッチは曲のキーを自動的に検出し、リアルタイムでピッチを変更することで別のキーに移調することができます。」

アルゴリズム djay 2 & vjay
アルゴリズム djay 2 & vjay

「さらに」とモルシー氏は付け加えた。「iPhone 5sのA7の64ビットアーキテクチャを活用する当社のビデオミキシングアプリvjayでは、画期的なパフォーマンス向上が測定されました。iPhone 5sでのHDビデオの再生、ミキシング、エフェクト、録画により、ビデオレンダリング解像度が2倍以上になり、リアルタイムで4倍以上のビデオデータを処理できます。」

SmuleはA7を使って音楽アプリの限界を打ち破る

「A7は物事を新たなレベルに引き上げました」と、音楽アプリ開発のパイオニアであるSmuleの最高経営責任者ジェフ・スミス氏はAppleInsiderへの電子メールで述べた。

「思い出していただければ」とスミス氏は述べた。「4年前、私たちは『I Am T-Pain』でiPhoneにオートチューン機能を搭載した企業でした。これをリアルタイムで動作させるには、多大なエンジニアリングの努力が必要でした。正直なところ、Androidデバイスではオーディオのレイテンシーが大きすぎて、『I Am T-Pain』を動作させることができません。『I Am T-Pain』のリリース以来、当社のアプリネットワークには1億1000万人の新規ユーザーが加わりました。」「以前はプロ向けだった技術が、iPhone 5sのおかげで一般ユーザーにも利用可能になりました。本当に素晴らしいことです」 - Smule CEO ジェフ・スミス

彼はさらにこう付け加えた。「私たちはモバイルデバイス上でリアルタイムのオーディオ畳み込みを実現しようと試みてきました。オーディオ畳み込みは、膨大な行列計算を必要とする、CPU負荷の高いタスクの一つです。部屋の様々な位置にある複数の表面で音波がどのように反射するかをモデル化しようと想像してみてください。このような音響環境のシミュレーションは、これまでワークステーションやクラウドコンピューティングでしか行われてきませんでした。」

数週間前にA7のベンチマークテストを初めて実施できた時、クロック速度と強化されたパイプラインによる処理能力の高さに大変満足しました。その結果、手のひらサイズでリアルタイムのオーディオ畳み込み処理が可能になったのです。

スミス氏はさらに、「Sing! 3.0は5s向けに最適化されているため、シャワーを浴びながら濡れることなく歌えるようになります。また、教会、寮の廊下、森、タージ・マハルなど、どこでも歌えるようになります。カスタムピッチ補正やリバーブなども搭載しています。かつてはプロ仕様だった技術が、5sのおかげで一般消費者にも利用できるようになりました。本当に素晴らしいことです」と語った。

Smuleのエンジニアは、iPhone 5(または5c)が決して劣っているわけではないにもかかわらず、リアルタイムオーディオ畳み込みを動作させることができなかったと指摘しています。両モデルとも、Geekbench 3.0のスコアではSamsungのGalaxy S4とほぼ同等です。そのため、Smuleは、畳み込みリバーブ付きのSingアプリのみを実行する「非公式のベンチマーク」では、iPhone 5では全く動作しないのに対し、「5Sではすべてが滑らかでシルキーなサウンドだった」と述べています。

SmuleはGoogle PlayでAndroid版Singも販売していますが、タイトルには「Sing!のオーディオ技術は、Galaxy S3、Galaxy Note II、Galaxy Nexus、Nexus 4、Nexus 7、Nexus 10などの高性能デバイスなど、新しいデバイスで最も効果的に動作します」と記載されています。Androidアプリはリアルタイムオーディオ畳み込みにも対応していません。

スミュール・シング 3.0
Smule Sing 3.0(ボーカルエフェクト付き)

スミス氏は、他のタイトルをA7向けに最適化する過程で、「リアルタイムのオーディオとビデオ処理(CPU負荷も大きい)を行うCinebeat製品で、A7上で問題を発見しました。本来は完了するはずのない一連のプロセスが突然完了し、デッドロックが発生しました。私たちは衝撃を受けました」と述べています。

さらに同社は、新型 A7 (発売からまだ 3 週間しか経っていない) で実行した場合、AutoRap のレンダリングが「7 倍近く高速化された」と指摘している。

ChAIR EntertainmentがInfinity Blade IIIでA7を採用しゲームを変える

「Infinity Blade IIIは、64ビットアーキテクチャとOpenGL ES 3.0を搭載したAppleの新しいA7チップの比類なきパワーを活用し、モバイルゲームの限界を再び完全に再定義します」とChAIR Entertainmentのローラ・マスタード氏は述べた。「真の『次世代』ゲームです」 - ChAIRのローラ・マスタード氏

「iPhone 5s とその A7 チップの比類ないパワーにより、フルスクリーンのレンダリング効果、大量のポリゴン、高度なゲームプレイ処理を 1 つのスムーズなパッケージに組み合わせることができるようになりました。

「そして、ほぼ瞬時のロード時間でこれらすべてを実現し、ゲーマーをロード画面に見とれることなく、ゲーム体験に没頭させることができます。この力によって、究極のInfinity Blade体験を作り出すことができました。」

インフィニティブレードIII

マスタード氏はさらにこう付け加えた。「iPhone 5Sのおかげで、巨大で精細なドラゴンが画面全体を包み込むように炎を噴き出す様子を再現できました。その間、周囲の環境を映し出す鎧を身にまとった主人公がスワイプでドラゴンを倒すのです。被写界深度ブラーとブルームパス、色調整パス、ビネットパス、歪みパスをフルレンダリングし、さらにアンチエイリアシングを施しながら、驚異的なフレームレートを維持しています。しかもポケットに収まるデバイスで。ブードゥー魔法のように聞こえますが、違います。まさに『次世代』ゲーミングなのです。」

64ビットA7の追加の利点

Appleは、アプリ開発者にとってのA7の64ビットアーキテクチャのその他のメリットについても概説しており、64ビット整数演算やカスタムNEON(Advanced SIMD)演算を使用するアプリでは大幅なパフォーマンス向上が見込まれると述べています。画像処理、オーディオおよびビデオ処理、写真フィルター、ゲームで使用される物理演算などにもメリットがあります。

Apple はまた、A7 上の iOS 7 が OS X と同じ ABI (アプリケーション バイナリ インターフェイス) を共有していることを強調しました。Apple の ARMv8 の実装は、ARM 64 ビット アーキテクチャ用の ARM の汎用 C++ ABI とは若干異なります。この C++ ABI は、当初 Intel Itanium 上の SVr4 Unix 用に作成された C++ ABI から派生したものです。

AppleがA7の開発において行ったABIの変更は、デスクトップPCおよびMacアーキテクチャを対象とした既存の64ビットコードとの互換性を最大限に高めるものです。これは、AppleのiOSが単に「64ビット」を機能チェックリストに追加するだけでは満足しないからです。iOSはデスクトップクラスのソフトウェアをモバイルの世界に持ち込むように設計されており、64ビット版A7はその進化における次のステップです。