『拆拆看』 苹果A6处理器究竟安的什么心？

苹果iPhone 5中的A6处理器究竟使用了什么核心？为了一探究竟，我们实际解剖了A6，并与之前的A5X, A5进行了比较。

过去一段时间以来，猜测iPhone 5所用的A6处理器究竟使用哪一款核心几乎已达狂热程度。大部份讨论集中在CPU和GPU的变种上。甚至可以说，这些核心就是所有讨论的重点所在。业界普遍认为，A(x)处理器不过是将CPU和GPU (现在都是多核心了)简单地整合，加上一些晶体管，就能顺利运作。但事情绝不可能这幺简单。

时间拉回2010年1月，在iPad推出之前，我曾经谈到过史帝夫?乔布斯 (Steve Jobs) 在2008年收购 PA Semi 。当时乔布斯说：“我们希望经由IC设计进一步实现产品的区隔化。”我一直记得这句话，并将之作为我们分析 A4 和 A5 处理器的大原则。而现在，我们也将以相同的原则来检视 A5X 和 A6 。

A5X

A5X 处理器变种出现在今年三月问世的 iPad 3月之中。该处理器的尺寸相对较大。快速比较 A5 和 A5X 的芯片照片时可发现尺寸增加的主因是因为新增的两个GPU核心。不过要我说，导致尺寸变大还有其它因素。

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A5的 GPU 大约30mm2，占总芯片面积的24%。而在A5X中，该数字增加至62mm2，占总芯片面积40%。而在这两款芯片中，两个ARM核心的面积大约都是18 mm2。

那么，导致整个芯片尺寸增加只是因为GPU吗？简单来说，答案是否定的。

A5X芯片尺寸为165mm2，大约比A5大43mm2。GPU部份增加了约32mm2，另外还有11mm2左右的增加面积。这对A5X来说似乎剩下太多了，因为这几乎占A4芯片面积的25%。因此，里面必然藏有更多的设计。

除了CPU/GPU以外，依照我的计算，A5X上还有15个数字模块，而A5是12个。此外，A5X上还有2个数组是A5所没有的。这些「数组」已经在A5X的芯片照片上标注出来，它们很可能是包含微码的ROM。

在CPU和GPU核心之外，芯片内还有哪些奥秘？

一些较普遍的组件包括有内存桥、特定接口电路、其它外围等。不过，还有其它不同的IP模块，很可能包含了Anobit (已被苹果并购)闪存控制器。另外，芯片内还有一些进行专门任务处理的模块。

A5X的额外11mm2是属于“下落不明”的区域，我们认为其中可能包含可进一步让苹果与其它产品区隔化的电路。

现在，终于快要进展到A6了。

由于拆解专家们才刚刚拿到 iPhone 5 ，因此我们在等待首张芯片照片前，先用A(x)处理器的相关资料进行分析。

在9月12日推出iPhone 5时，苹果披露的A6信息非常少，只有一个关键信息：A6比A5小22%。因此该芯片尺寸应该是96mm2。芯片面积的减少很可能是因为从45nm跨越到32nm制程之故。A5X的芯片面积为165mm2，到96mm2至少缩减了41%。

Source：UBM TechInsights

没错，确实有着相同的编号，但我认为这不过是转移注意力的噱头罢了。要从这个数字来判断有多少GPU/CPU核心是不可能的。芯片上还有一些非常有趣的电路。显然，苹果对新芯片做了更多的设计，而不是仅仅增加核心或重新排列模块。

UBM TechInsights的A6拆解分析

《EE Times》姊妹公司 UBM TechInsights 认为，iPhone 5中使用的A6处理器仍可能由韩国三星电子(Samsung)制造，并可能采用ARM的“big-little”绘图处理器核心方案。

从 UBM TechInsights 的早期分析看来， A6 上有着与A4和A5类似的三星标记。

根据UBM TechInsights的拆解分析，A6芯片尺寸为95.04 mm2，远小于A5X的162.54 mm2和45nm版本、尺寸为122.21 mm2的A5处理器。

苹果A6芯片标记。
Source：UBM TechInsights

苹果A6芯片照片。
Source：UBM TechInsights

仔细观察UBM TechInsights的A6图片，可发现只有3个处理器绘图核心很容易辨认。

UBM TechInsights技术研究经理Allan Yogasingam指出，苹果可能已经采用了ARM的“big-little”技术，运用高性能核心和功效型核心的配对组合，来共享处理器资源，以降低整体功耗。

“苹果或许已经使用了“big-little”方式，搭配一颗较灵活或是较小的第四颗核心，”Yogasingam说。“无论采用哪种方式，苹果的定制芯片都将是非常独特的处理器设计。”

A6处理器的放大图，显示了ARM核心和其它部份的位置。
Source：UBM TechInsights

使用者体验才是王道

当工程师们谈论到定制设计和/或降低芯片面积时，往往会陷入成本考量的陷阱。这能否增加利润或降低芯片成本？但A5X破除了这种迷思。一切都将以终端使用者体验为依归。苹果永远将使用者体验置于成本考量之前。《华尔街日报》的Walter Mossberg在最近一篇有关Kindle Fire HD的报导中指出，“Fire HD没有iPad的优雅、流线外形或是易用性......Fire HD一直给人延迟的印象，连应用程序激活也会延迟。而这种延迟得重新开机才能解决。”

苹果宁愿消耗额外的硅晶面积和做更多设计，并使用他们熟悉的操作系统，以确保整体使用感觉更加流畅。

编按：本文其中一位作者Paul Boldt是加拿大技术研究公司ned, maude, todd & rod Inc.,的首席分析师。他的文章首先出现在www.engineering.com，经作者同意后刊登于《EE Times》网站。

编译： Joy Teng