『拆拆看』 蘋果A6處理器究竟安的什么心？
過(guò)去一段時(shí)間以來(lái)，猜測(cè)iPhone 5所用的A6處理器究竟使用哪一款核心幾乎已達(dá)狂熱程度。大部份討論集中在CPU和GPU的變種上。甚至可以說(shuō)，這些核心就是所有討論的重點(diǎn)所在。業(yè)界普遍認(rèn)為，A(x)處理器不過(guò)是將CPU和GPU (現(xiàn)在都是多核心了)簡(jiǎn)單地整合，加上一些晶體管，就能順利運(yùn)作。但事情絕不可能這幺簡(jiǎn)單。
時(shí)間拉回2010年1月，在iPad推出之前，我曾經(jīng)談到過(guò)史帝夫?喬布斯 (Steve Jobs) 在2008年收購(gòu) PA Semi 。當(dāng)時(shí)喬布斯說(shuō)：“我們希望經(jīng)由IC設(shè)計(jì)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的區(qū)隔化。”我一直記得這句話，并將之作為我們分析 A4 和 A5 處理器的大原則。而現(xiàn)在，我們也將以相同的原則來(lái)檢視 A5X 和 A6 。
A5X
A5X 處理器變種出現(xiàn)在今年三月問(wèn)世的 iPad 3月之中。該處理器的尺寸相對(duì)較大?？焖俦容^ A5 和 A5X 的芯片照片時(shí)可發(fā)現(xiàn)尺寸增加的主因是因?yàn)樾略龅膬蓚€(gè)GPU核心。不過(guò)要我說(shuō)，導(dǎo)致尺寸變大還有其它因素。
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A5的 GPU 大約30mm2，占總芯片面積的24%。而在A5X中，該數(shù)字增加至62mm2，占總芯片面積40%。而在這兩款芯片中，兩個(gè)ARM核心的面積大約都是18 mm2。
那么，導(dǎo)致整個(gè)芯片尺寸增加只是因?yàn)镚PU嗎？簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，答案是否定的。
A5X芯片尺寸為165mm2，大約比A5大43mm2。GPU部份增加了約32mm2，另外還有11mm2左右的增加面積。這對(duì)A5X來(lái)說(shuō)似乎剩下太多了，因?yàn)檫@幾乎占A4芯片面積的25%。因此，里面必然藏有更多的設(shè)計(jì)。
除了CPU/GPU以外，依照我的計(jì)算，A5X上還有15個(gè)數(shù)字模塊，而A5是12個(gè)。此外，A5X上還有2個(gè)數(shù)組是A5所沒(méi)有的。這些「數(shù)組」已經(jīng)在A5X的芯片照片上標(biāo)注出來(lái)，它們很可能是包含微碼的ROM。
在CPU和GPU核心之外，芯片內(nèi)還有哪些奧秘？
一些較普遍的組件包括有內(nèi)存橋、特定接口電路、其它外圍等。不過(guò)，還有其它不同的IP模塊，很可能包含了Anobit (已被蘋果并購(gòu))閃存控制器。另外，芯片內(nèi)還有一些進(jìn)行專門任務(wù)處理的模塊。
A5X的額外11mm2是屬于“下落不明”的區(qū)域，我們認(rèn)為其中可能包含可進(jìn)一步讓蘋果與其它產(chǎn)品區(qū)隔化的電路。
現(xiàn)在，終于快要進(jìn)展到A6了。
由于拆解專家們才剛剛拿到 iPhone 5 ，因此我們?cè)诘却讖埿酒掌?，先用A(x)處理器的相關(guān)資料進(jìn)行分析。
在9月12日推出iPhone 5時(shí)，蘋果披露的A6信息非常少，只有一個(gè)關(guān)鍵信息：A6比A5小22%。因此該芯片尺寸應(yīng)該是96mm2。芯片面積的減少很可能是因?yàn)閺?5nm跨越到32nm制程之故。A5X的芯片面積為165mm2，到96mm2至少縮減了41%。
Source：UBM TechInsights
沒(méi)錯(cuò)，確實(shí)有著相同的編號(hào)，但我認(rèn)為這不過(guò)是轉(zhuǎn)移注意力的噱頭罷了。要從這個(gè)數(shù)字來(lái)判斷有多少GPU/CPU核心是不可能的。芯片上還有一些非常有趣的電路。顯然，蘋果對(duì)新芯片做了更多的設(shè)計(jì)，而不是僅僅增加核心或重新排列模塊。
UBM TechInsights的A6拆解分析
《EE Times》姊妹公司 UBM TechInsights 認(rèn)為，iPhone 5中使用的A6處理器仍可能由韓國(guó)三星電子(Samsung)制造，并可能采用ARM的“big-little”繪圖處理器核心方案。
從 UBM TechInsights 的早期分析看來(lái)， A6 上有著與A4和A5類似的三星標(biāo)記。
根據(jù)UBM TechInsights的拆解分析，A6芯片尺寸為95.04 mm2，遠(yuǎn)小于A5X的162.54 mm2和45nm版本、尺寸為122.21 mm2的A5處理器。
蘋果A6芯片標(biāo)記。
Source：UBM TechInsights
蘋果A6芯片照片。
Source：UBM TechInsights
仔細(xì)觀察UBM TechInsights的A6圖片，可發(fā)現(xiàn)只有3個(gè)處理器繪圖核心很容易辨認(rèn)。
UBM TechInsights技術(shù)研究經(jīng)理Allan Yogasingam指出，蘋果可能已經(jīng)采用了ARM的“big-little”技術(shù)，運(yùn)用高性能核心和功效型核心的配對(duì)組合，來(lái)共享處理器資源，以降低整體功耗。
“蘋果或許已經(jīng)使用了“big-little”方式，搭配一顆較靈活或是較小的第四顆核心，”Yogasingam說(shuō)?！盁o(wú)論采用哪種方式，蘋果的定制芯片都將是非常獨(dú)特的處理器設(shè)計(jì)?！?
A6處理器的放大圖，顯示了ARM核心和其它部份的位置。
Source：UBM TechInsights
使用者體驗(yàn)才是王道
當(dāng)工程師們談?wù)摰蕉ㄖ圃O(shè)計(jì)和/或降低芯片面積時(shí)，往往會(huì)陷入成本考量的陷阱。這能否增加利潤(rùn)或降低芯片成本？但A5X破除了這種迷思。一切都將以終端使用者體驗(yàn)為依歸。蘋果永遠(yuǎn)將使用者體驗(yàn)置于成本考量之前?！度A爾街日?qǐng)?bào)》的Walter Mossberg在最近一篇有關(guān)Kindle Fire HD的報(bào)導(dǎo)中指出，“Fire HD沒(méi)有iPad的優(yōu)雅、流線外形或是易用性......Fire HD一直給人延遲的印象，連應(yīng)用程序激活也會(huì)延遲。而這種延遲得重新開機(jī)才能解決?！?
蘋果寧愿消耗額外的硅晶面積和做更多設(shè)計(jì)，并使用他們熟悉的操作系統(tǒng)，以確保整體使用感覺(jué)更加流暢。
編按：本文其中一位作者Paul Boldt是加拿大技術(shù)研究公司ned, maude, todd & rod Inc.,的首席分析師。他的文章首先出現(xiàn)在www.engineering.com，經(jīng)作者同意后刊登于《EE Times》網(wǎng)站。
編譯： Joy Teng
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