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蘋(píng)果A系列處理器的設(shè)計(jì)技術(shù)細(xì)節(jié)揭密(二)

作者: 時(shí)間:2013-10-14 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
請(qǐng)看一下晶圓的照片,A6和A6X分別有17和16個(gè)除CPU和GPU之外的數(shù)字模塊。

可以肯定的是,兩塊芯片中都會(huì)有相同的模塊。首先要注意到的是,A6和A6X的模塊形狀就有很大的區(qū)別。很顯然的是,芯片的平面布局取決于幾個(gè)最大的模塊的數(shù)量和位置(在A6X中還有一個(gè)額外的GPU),留給小模塊的就是要剩下的空間中找合適的位置。如果不打算考慮最小化重新定義芯片外觀去適應(yīng)主要的架構(gòu)上的變化的任務(wù),只靠復(fù)制和粘貼也是不能實(shí)現(xiàn)平面布局的。

當(dāng)然還會(huì)有除了CPU和GPU之外的不同點(diǎn)。上面說(shuō)過(guò)數(shù)字模塊的數(shù)量就不相同。

如果想做又有相關(guān)的預(yù)算,硬核的反向工程是可能的。除了反向工程,找不同的問(wèn)題還可以采用兩個(gè)方法。例如,一是從質(zhì)量分析模塊中的緩存數(shù)量。采用這種方法,在A6的晶圓照片上這個(gè)被標(biāo)記為“B”的模塊就沒(méi)有出現(xiàn)在A6X中,即使考慮到了布線的不同。

你也可以從數(shù)量上分析,但不需要一個(gè)大的反向工程的項(xiàng)目。在下面A6和A6X中最容易辨識(shí)的五個(gè)數(shù)字模塊中,四個(gè)模塊的面積比A6中要么大或者小8至10個(gè)百分比。這個(gè)區(qū)別是在于測(cè)量誤差中的較大值(我們參考的CW出版的晶圓尺寸和在網(wǎng)站上發(fā)布的聯(lián)合圖片文件的精度),因此相信這說(shuō)明這些模塊中有一些較小的變化。第五個(gè)模塊看上去就差別非常大。A6X版的這個(gè)數(shù)字模塊是A6版的3倍。

暫時(shí)再回到一個(gè)內(nèi)核,在A6X中有4個(gè)GPU內(nèi)核,A6中有3個(gè)(Chipworks聲稱)。每個(gè)內(nèi)核的設(shè)計(jì)也是大不相同。

A6的GPU的內(nèi)核比A6X要大58%。在GPU內(nèi)核中,會(huì)有一個(gè)專門(mén)的解碼器,或是處理一個(gè)GPU負(fù)載平衡的部分,A6X這一塊的晶圓面積就要大了近兩倍。

(電子工程專輯)

第二個(gè)主要的演變就是從45納米的工藝演進(jìn)到32納米的工藝。A5是采用了兩種工藝,在2012年初或是11年末,A5采用了32納米。由于采用到更小的工藝,因此直接在幾何面積上的比較晶圓的裸片上的模塊大小,并不能算是很科學(xué),所以我們都將晶圓和模塊對(duì)比換算成32納米的。結(jié)果如下面表格所示。

(電子工程專輯)

從表格中看出幾點(diǎn)。一是換算成32納米的話,兩個(gè)的晶圓面積都在增長(zhǎng)。

A6在2012年9月發(fā)布,相比A5要小22%。以硅面積來(lái)算是正確的,但如果拋去工藝的縮小來(lái)看,事實(shí)上它還大了“36%”。同樣,A6X比它的5系兄弟也大了29%。

晶體管的數(shù)量也多了不少。從晶圓裸片看,擁有定制化的內(nèi)核的A6處理器的CPU大了50%。另一方面,GPU的面積也增加了。

由于iPad 4維持了與iPad 3一致的310萬(wàn)顯示像素,因此在A6X中有提升圖像處理能力的空間。因此,在A6X的GPU增加的39%的面積可以不用來(lái)處理更多的像素,而只需要提供更好的效果。

的設(shè)計(jì)成就怎么樣?

當(dāng)我們第一次在2010年發(fā)表A4的文章時(shí),我們發(fā)現(xiàn)它與三星的設(shè)計(jì)有很多共同之處。在A5于2011年末發(fā)布時(shí),我們


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