蘋(píng)果iPad深度拆解分析:探尋A4處理器的奧秘
世界因為有了Apple新產(chǎn)品iPad而變得更迷人?研究機構UBM TechInsights除了拆解iPad,也針對其內部由Apple自行開(kāi)發(fā)的A4處理器進(jìn)行深入探究;以下分析師Young Choi將帶領(lǐng)讀者解剖A4奧秘。
在看A4之前,先回顧一下Apple的應用處理器開(kāi)發(fā)史:從2007年的第一代iPhone開(kāi)始,Apple每年都推出兩款新的移動(dòng)產(chǎn)品,而且是iPhone與iPod Touch系列交替上市,依序是iPhone、第一代iPod Touch、iPhone 3G、第二代iPod Touch、iPhone 3GS、第三代iPod Touch,然后就是iPad。這些產(chǎn)品內部的應用處理器如下表:
根據UBM TechInsights針對這些應用處理器所做的芯片分析,Apple會(huì )在iPhone系列之前先在iPod Touch系列產(chǎn)品(沒(méi)有蜂窩無(wú)線(xiàn)通信功能)采用新技術(shù)。iPhone與iPhone 3G的應用處理器都是使用Samsung的90納米嵌入式DRAM工藝,而第二代iPod Touch的應用處理器是首度采用65納米工藝,然后iPhone 3GS才使用相同的工藝技術(shù);接下來(lái)第三代iPod Touch也是率先采用45納米應用處理器,并不是iPad。
檢視Apple的每款行動(dòng)產(chǎn)品,可以很快發(fā)現A4處理器所采用的工藝節點(diǎn)與晶圓代工廠(chǎng),都是前幾代應用處理器的智能累積。雖然工藝節點(diǎn)技術(shù)分析并不難,但要確認芯片的晶圓代工廠(chǎng)或是制造來(lái)源向來(lái)頗具挑戰性;持續關(guān)注各主要晶圓代工廠(chǎng)的工藝節點(diǎn)發(fā)展,會(huì )是這方面的一個(gè)成功關(guān)鍵。
UBM TechInsights所采用的方法是將A4的晶粒邊角封條(die edge seals)、保護層(passivation)與介電材料,與各制造商的已知識別記號相互比對,發(fā)現第三代iPod Touch與iPad的這款45納米處理器有許多一致之處,因此確信A4應該也是由三星代工。而在確知晶圓代工廠(chǎng)以及節點(diǎn)技術(shù)后,接下來(lái)就可進(jìn)一步分析工藝特性(process characteristics)、組件庫(cell libraries)等,決定一顆處理器在設計的創(chuàng )新性上對性能與功耗有所貢獻的關(guān)鍵。
iPad配備了一組25瓦特小時(shí)(Watt-hour)的電池,號稱(chēng)續航力可超過(guò)10小時(shí);這是一個(gè)在產(chǎn)品差異化方面很重要的條件,也值得著(zhù)手進(jìn)一步調查,尤其是A4處理器的功耗值。Apple所收購的Intrinsity與PA Semi兩家IC設計公司,都具備改善處理器性能與功耗的潛力。
通過(guò)執行功能測試以及功耗量測,UBM TechInsights獲得更多有關(guān)iPad功耗特性的信息(參考下表);根據完整的產(chǎn)品拆解分析,單看面板的亮度設定,iPad的LCD模塊大約消耗1W~3.5W;在使用網(wǎng)絡(luò )瀏覽功能(也是iPad的典型應用之一)、并將屏幕亮度設定為中等時(shí),耗電量稍稍超過(guò)2W。
綜合各項結果并交叉參考數字,估計iPad的主板耗電量約為1W,其中有50%~80%的耗電是來(lái)自A4處理器,因此推估在iPad透過(guò)Wi-Fi無(wú)線(xiàn)鏈接執行網(wǎng)絡(luò )瀏覽功能時(shí),該處理器的耗電量約在500mW~800mW之間。
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