iOS ハードウェアガイド

ハードウェアモデル

以下のリストに、さまざまな世代の iOS デバイスをまとめてあります。現在のデバイスシェーダーのパフォーマンスとは、gfxbench で、ベンチマークを使い、ハードウェア性能の違いを比較できます。

iPhone モデル

iPhone 3GS

• 画面: 320x480 ピクセル、LCD 163ppi
• ARM Cortex A8、600 MHz CPU
• PowerVR SGX535 グラフィックスプロセッサー
• 256MB のメモリ容量
• ビデオキャプチャ機能つきの 3 メガピクセルカメラ
• GPS 対応
• コンパスに対応

iPhone 3GS: シェーダー対応したハードウェア、ピクセルライティング (バンプマップ) は同時には画面の限られた領域のみ対応。 複雑なゲームでスクリプトの最適化が必要。2012 年 7 月時点でのアプリマーケットの平均的なハードウェア。

iPhone 4

• 画面: 960x640 ピクセル、LCD 326 ppi、800:1 コントラスト比
• Apple A4 1 GHz ARM Cortex-A8 CPU
• PowerVR SGX535 GPU
• 512MB のメモリ容量
• 背面カメラ:5.0メガピクセル裏面照射型 CMOS センサー、30 fps で720p HD 画質のビデオ撮影、LED フラッシュ付
• フロントカメラ 0.3 メガピクセル (VGA) ジオタグつき、タップフォーカス機能、480p SD ビデオ 30 fps
• GPS 対応
• コンパスに対応

iPhone 4S

• 画面: 960x640 ピクセル、LCD 326 ppi、800:1 コントラスト比
• Apple A5 デュアルコア 1 GHz ARM Cortex-A9 MPCore CPU
• デュアルコア PowerVR SGX543MP2 GPU
• 512MB のメモリ容量
• リアカメラ 8 メガピクセル赤外線カットフィルター付、裏面照射型センサー、1080p HD ビデオ 30 fps
• フロントカメラ 0.3 メガピクセル (VGA) ジオタグつき、タップフォーカス機能、480p SD ビデオ 30 fps
• GPS 対応
• コンパスに対応

iPhone 4S は新しい A5 チップにより、複雑なシェーダーをスクリーン全体にレンダリングすることができます。イメージエフェクトであっても実現可能です。しかし、シェーダー最適化は依然として決定的に重要です。しかし、ゲームがデバイス性能を限界まで使用していない場合、PC と同様にこの世代のデバイスでは、スクリプトやゲームプレイの最適化は時間の無駄になります。

iPhone 5

• 画面: 1136x640 ピクセル、LCD at 326 ppi
• Apple A6 デュアルコア 1.3 GHz Apple がデザインした ARMv7s CPU
• トリプルコア PowerVR SGX543MP3 GPU
• LPDDR2 の 1GB メモリ
• リアカメラ 8 メガピクセル赤外線カットフィルター付、裏面照射型センサー、1080p HD ビデオ 30 fps
• フロントカメラ 1.3 メガピクセル タグつき、タップフォーカス機能、720p SD ビデオ 30fps
• GPS 対応
• コンパスに対応

iPhone 5S

• 画面 4 インチ、1136x640 ピクセル、LCD 326ppi
• Apple A7 デュアルコア 1.3GHz Apple がデザインした ARMv8 64 ビット CPU
• M7 モーション コプロセッサー
• PowerVR G643 (4 クラスタ)
• LPDDR3 の 1GB メモリ
• リアカメラ 8 メガピクセル赤外線カットフィルター付、裏面照射型センサー、1080p HD ビデオ 30 fps
• フロントカメラ 1.3 メガピクセル タグつき、タップフォーカス機能、720p SD ビデオ 30fps
• GPS と GLONASS 対応
• コンパスに対応
• 3 軸のジャイロ
• 近接センサー
• アンビエントライトセンサー
• タッチID 指紋識別センサー

iPhone 6(+)

• 画面 iPhone6: 4.7 インチ、 1134x750 ピクセル、 LCD at 326ppi
• 画面 iPhone6+: 5.5 インチ、 1920x1080 ピクセル、 LCD at 401ppi
• Apple A8 デュアルコア 1.4 GHz Apple-designed ARMv8-A 64 ビット CPU
• M8 モーションコプロセッサー
• クアッドコア PowerVR GX6450 GPU
• LPDDR3 の 1GB メモリ
• リアカメラ 8.0 メガピクセル 赤外線カットフィルター、裏面入射型センサー、60fps の 1080p HD ビデオ
• フロントカメラ 1.3 メガピクセル タグつき、タップフォーカス機能、720p SD ビデオ 30fps
• GPS と GLONASS 対応
• コンパスに対応
• 3 軸のジャイロ
• 近接センサー
• アンビエントライトセンサー
• タッチID 指紋識別センサー
• NFC

iPod Touch モデル

第 3 世代 iPod Touch

• 画面: 320x480 ピクセル、LCD 163ppi
• Samsung S5L8920, 833MHz (600MHz にアンダークロック) ARM Cortex-A8 CPU
• PowerVR SGX535 グラフィックスプロセッサー
• 256MB DRAM

* Wifi + Blueooth + (3G セルラー HSDPA、3G バージョンでの 2G セルラー EDGE) 複雑なゲームでスクリプトの最適化が必要。2012 年 7 月時点でのアプリマーケットの平均的なハードウェア。

第 4 世代 iPod Touch

• 画面: 960x640 ピクセル、LCD 326 ppi、800:1 コントラスト比
• Apple A4 1 GHz (800MHz にアンダークロック) ARM Cortex-A8 CPU
• PowerVR SGX535 GPU
• 256MB DRAM
• 背面カメラ: 0.7 MP CMOS イメージセンサー（30 fps の 720p HD ビデオ） と LED フラッシュ
• フロントカメラ 0.3 メガピクセル (VGA) ジオタグつき、タップフォーカス機能、480p SD ビデオ 30 fps

第 5 世代 iPod Touch

• 画面: 1136x640 ピクセル、LCD at 326 ppi
• Apple A5 デュアルコア 1GHz (800MHz にアンダークロック) ARM Cortex-A9 MPCore CPU
• デュアルコア PowerVR SGX543MP2 GPU
• 512MB のメモリ容量
• リアカメラ: 5.0 メガピクセル 裏面入射 CMOS イメージセンサー (30fps の 1080p HD ビデオ)、顔の検出、ビデオの安定化
• フロントカメラ 1.3 メガピクセルジオタグつき、タップフォーカス機能、720p HD ビデオ 30fps

iPad モデル

iPad

• 画面: 1024x768 ピクセル、LCD 132 ppi、LED バックライト
• Apple A4 1 GHz MHz ARM Cortex-A8 CPU
• PowerVR SGX535 GPU
• 256MB DDR Ram
• GPS 対応
• 加速度センサー、近接センサー、環境光センサー、磁気計
• Wifi + Blueooth 2.1 + (3G Cellular HSDPA, 2G cellular EDGE on the 3G version)
• メカニカルキー: ホーム、スリープ、ファンクションスイッチ、ボリューム

iPad: 第 4 世代 iPod Touch や iPhone 4 と似ている

iPad 2

• 画面: 1024x768 ピクセル、LCD 132 ppi、LED バックライト
• Apple A5 デュアルコア 1 GHz ARM Cortex-A9 MPCore CPU
• デュアルコア PowerVR SGX543MP2 GPU
• 512MB DDR2 Ram
• GPS 対応
• 加速度センサー、3 軸ジャイロ、近接センサー、環境光センサー、磁気計
• Wifi + Blueooth 2.1 + (3G Cellular HSDPA, 2G cellular EDGE on the 3G version)
• メカニカルキー: ホーム、スリープ、ファンクションスイッチ、ボリューム

iPad2: A5 では、シェーダーが十分にシンプルなものであればフルクリーンバンプマップが実現できます。しかし、ゲームが重要なオブジェクトでのみバンプマップされていることでベストのパフォーマンスを発揮する傾向があります。フルスクリーンのイメージエフェクトはまだ手が届かないところです。スクリプト最適化の重要性はやや劣ります。

第 3 世代 iPod Touch

• 画面: 2048 x 1536 ピクセル、LCD 264ppi、LED バックライト
• Apple A5X
• デュアルコア 1 GHz ARM Cortex-A9 MPCore CPU
• クアッドコア PowerVR SGX543MP4 GPU
• 1GB LPDDR2 Ram
• GPS と GLONASS 対応
• 加速度センサー、3 軸ジャイロ、近接センサー、環境光センサー、磁気計
• Wifi + Blueooth 4.0 + (LTE, 3G Cellular HSDPA, 2G cellular EDGE on the 3G version)
• メカニカルキー: ホーム、スリープ、ファンクションスイッチ、ボリューム

iPad 3 では反射する水やフルスクリーンのイメージエフェクトといったテクスチャへのレンダーの効果を実現できます。ただし、シェーダー最適化は依然として重要です。ゲームがデバイスをハードウェア性能の限界まで使用していない場合、この世代のデバイスでは、スクリプトやゲームの最適化は PC デバイス同様に必要ありません。

iPad (第 4 世代)

• 画面: 2048 x 1536 ピクセル、LCD 264ppi、LED バックライト
• Apple A6X デュアルコア 1.4 GHz Apple Swift
• クワッドコア PowerVR SGX554MP4 GPU
• 1GB LPDDR2 Ram
• GPS と GLONASS 対応
• 加速度センサー、3 軸ジャイロ、近接センサー、環境光センサー、磁気計
• Wifi + Blueooth 4.0 + (LTE, 3G Cellular HSDPA, 2G cellular EDGE on the 3G version)
• メカニカルキー: ホーム、スリープ、ファンクションスイッチ、ボリューム

iPad Air

• 画面: 2048 x 1536 ピクセル、LCD 264ppi、LED バックライト
• Apple A7 デュアルコア 1.4 GHz Apple Cyclone
• クアッドコア PowerVR G6430 GPU
• M7 モーション コプロセッサー
• 1GB LPDDR3 Ram
• GPS と GLONASS 対応
• 加速度センサー、3 軸ジャイロ、近接センサー、環境光センサー、磁気計
• Wifi + Blueooth 4.0 + (LTE, 3G Cellular HSDPA, 2G cellular EDGE on the 3G version)
• メカニカルキー: ホーム、スリープ、ファンクションスイッチ、ボリューム

iPad Air 2

• 画面: 2048 x 1536 ピクセル、LCD 264ppi、LED バックライト
• Apple A8X 1.5 GHz トリプルコア
• Hex-Core PowerVR GX6650 GPU
• M8 モーション コプロセッサー
• 2GB LPDDR3 Ram
• GPS と GLONASS 対応
• 加速度センサー、3 軸ジャイロ、近接センサー、環境光センサー、磁気計
• Wifi + Blueooth 4.0 + (LTE, 3G Cellular HSDPA, 2G cellular EDGE on the 3G version)
• メカニカルキー: ホーム、スリープ、ファンクションスイッチ、ボリューム

iPad Mini

• 画面: 1024x768 ピクセル、 LCD at 163 ppi、 LEDバックライト
• Apple A5 デュアルコア 1 GHz ARM Cortex-A9
• デュアルコア PowerVR SGX543MP2 GPU
• 512MB DDR2 Ram
• GPS と GLONASS 対応
• 加速度センサー、3 軸ジャイロ、近接センサー、環境光センサー、磁気計
• Wifi + Blueooth 4.0 + (LTE, 3G Cellular HSDPA, 2G cellular EDGE on the 3G version)
• メカニカルキー: ホーム、スリープ、ファンクションスイッチ、ボリューム

iPad Mini 2

• 画面: 2048x1536 ピクセル、 LCD at 326 ppi、 LEDバックライト
• Apple A7 デュアルコア 1.3 GHz Apple Cyclone
• クアッドコア PowerVR G6430 GPU
• 1GB LPDDR3 Ram
• GPS と GLONASS 対応
• 加速度センサー、3 軸ジャイロ、近接センサー、環境光センサー、磁気計
• Wifi + Blueooth 4.0 + (LTE, 3G Cellular HSDPA, 2G cellular EDGE on the 3G version)
• メカニカルキー: ホーム、スリープ、ファンクションスイッチ、ボリューム

iPad Mini 3

• 画面: 2048x1536 ピクセル、 LCD at 326 ppi、 LEDバックライト
• Apple A7 デュアルコア 1.3 GHz Apple Cyclone
• クアッドコア PowerVR G6430 GPU
• 1GB LPDDR3 Ram
• GPS と GLONASS 対応
• 加速度センサー、3 軸ジャイロ、近接センサー、環境光センサー、磁気計
• Wifi + Blueooth 4.0 + (LTE, 3G Cellular HSDPA, 2G cellular EDGE on the 3G version)
• メカニカルキー: ホーム、スリープ、ファンクションスイッチ、ボリューム

グラフィックスプロセッシングユニットや隠面消去

iPhone/iPad グラフィックスプロセッシングユニット (GPU) はタイルベースのディファードレンダラーです。デスクトップコンピューターの多くの GPU と比較して iPhone/iPad GPU はシーンで、イメージを描画するために必要な処理を最小化することに集中しています。これにより、表示ピクセルのみが処理対象となります。

GPU のフレームバッファはタイルに分割され、レンダリングはタイルごとに行われます。最初に、フレーム全体の三角形が集積されてタイルに割り当てられます。次に各三角形の表示されているフラグメントが選ばれます。最後に、選ばれた三角形フラグメントはラスタライザーに渡されます (カメラからオクルージョンされた三角形フラグメントはこの段階で排除されます)。

言い換えると、iPhone/iPad GPU は Hidden Surface Removal （隠面消去） でコストを削減します。そのようなアーキテクチャはメモリの消費を抑え、使用電力を節約し、テクスチャ キャッシュバッファをより良く活用します。タイルベースの Deferred Rendering によりデバイスがオクルージョンされたフラグメントを実際のラスタライゼーションの前に排除し、オーバードローを低く抑えます。

詳細については以下も参照してください。

• Apple Notes on iPhone/iPad GPU and OpenGL ES
• Apple Performance Advices for OpenGL ES in General
• Apple Performance Advices for OpenGL ES Shaders

SGX シリーズ

iPhone 3GS 以降の新しいデバイスには SGX シリーズの GPU が搭載されています。 SGX シリーズは OpenGL ES2.0 の機能をサポートし、最新のデバイスでは OpenGL ES3.0 のレンダリング API と頂点シェーダー、ピクセルシェーダーをサポートしています。これらの GPU では、固定パイプライン機能はネイティブではサポートされませんが、その代わり、動的に頂点・ピクセルシェーダーに似た機能をエミュレートします。

SGX シリーズは完全にマルチサンプルアンチエイリアスをサポートします。

テクスチャ圧縮

iOS で唯一サポートされているテクスチャ圧縮は PVRTC です。PVRTC は RGB および RGBA （カラー情報に加えてアルファチャンネル）テクスチャ形式をサポートし、ひとつのピクセルを 2 または 4 バイトに圧縮できます。

PVRTC 形式はメモリ使用量を削減すること、メモリ帯域幅（すなわち、データがメモリから読み込みできるレート。通常はモバイルデバイスで非常に制限されている）の消費を抑えることのために重要です。

頂点処理ユニット

iPhone/iPad には、ラスタライゼーションと並行で計算を行う頂点処理専用のユニットがあります。よりよい並行処理を得るために、iPhone/iPad はラスタライザーより 1 フレーム先に頂点処理をします。

ユニファイドメモリアーキテクチャ

iPhone/iPad の CPU と GPU の双方とも、同じメモリを共有します。長所はテクスチャのビデオメモリ不足を気にする必要がないことです（もちろんメインメモリを使い切らないかぎり）。短所はゲームプレイやグラフィックスで同じメモリ帯域幅を共有することです。メモリ帯域幅をグラフィックスで占有するほど、ゲームプレイや物理計算で使用できる量は減ります。

マルチメディアコプロセッシングユニット

iPhone/iPad メイン CPU は強力な SIMD (Single Instruction、Multiple Data) コプロセッサーを備えていて、VFP と NEON アーキテクチャのいずれかを採用しています。Unity iOS ランタイムはこれらのユニットを、スキンメッシュの変換、ジオメトリバッチング、音声処理、その他計算負荷の大きい演算など、複数のタスクで活用します。