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iPhone 15 Pro系列搭载苹果最新的 A17 Pro 芯片，这是业界首款 3 纳米芯片，拥有 190 亿个晶体管，配备六核 CPU，通过微架构和设计上的改进，全新的中央处理器实现了多达 10% 的速度提升。拥有 16 核神经引擎，速度比前代快 2 倍，每秒可处理高达 35 万亿次操作，可加速机器学习，支持更准确的自动更正或从图像中提取主题，拥有专用 ProRes、Pro 显示引擎和 AV1 解码器引擎。
A17 Pro 拥有全新的 GPU，采用苹果设计的着色器架构，采用 6 核设计，峰值性能提升高达 20%。苹果称之为专业级 GPU，专注于性能和效率、运行复杂的应用程序以及新的渲染功能，提供硬件加速的光线追踪和新的网格着色功能，比 A16 Bionic 软件光线追踪快 4 倍。苹果称 A17 Pro 将改变移动游戏，像《生化危机 4》这样的主机游戏可以直接在 iPhone 上玩。
iPhone 15 Pro 配备了升级的相机系统，主摄像头拥有更大的传感器、可减少镜头眩光的新涂层等等。新机搭载了更先进的 48MP 主摄像头，具有比 iPhone 15 更大的传感器。通过新涂层减少镜头眩光，为人像和夜间模式提供更好的低光性能。支持使用苹果的 AI 系统拍摄全分辨率 HEIF 照片，还可以更改默认镜头并在主相机内以多个焦距（24 毫米、28 毫米和 35 毫米）进行拍摄。
iPhone 15 Pro 搭载一个 3 倍长焦摄像头，而 iPhone 15 Pro Max 更是提供了 120 毫米焦距的 5 倍变焦，为 iPhone 迄今最长的光学变焦距离。iPhone 15 Pro 上的新版长焦镜头采用开创性的四重反射棱镜设计，结合苹果迄今最先进的防抖系统，包括光学图像防抖技术和自动对焦 3D 传感器位移模块，极其适宜拍摄特写、野生动物和从远处捕捉动作。
与标准 iPhone 15 机型一样，iPhone 15 Pro 系列支持下一代人像模式，可以自动检测画面中是否有拍摄对象，以便在拍摄图像后切换到人像模式。还有新的焦点和深度控制工具，允许在拍摄照片后将焦点从一个人切换到另一个人。夜间模式也得到了改进，而智能 HDR 功能可以让手机同时拍到天空和主体。
苹果 iPhone 15 Pro 系列支持拍摄空间视频，后续可在 Apple Vision Pro 上观看。
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