2012年9月19日 星期三

蘋果A6的背景歷史和未來:5億美元的結晶


Venturebeat的Dean Takahashi發表精彩的文章,“More details shake loose on Apple’s A6 chip, including a $500M development effort”,文中套出蘋果發展CPU晶片A6的歷史。
原文如下:

蘋果A6處理器是蘋果多年的努力,是根源於蘋果公司的努力去實現獨立於其它芯片供應商的結果。
就如芯片市場諮詢公司Lynley集團的負責人Lynley Gwennap在Anandtech的文章指出,越來越多證據顯示,蘋果不僅設計自己基於ARM的芯片,它也自創了CPU的核心(中央處理大腦內的芯片)的A6。A6有一個雙核心設計,運行1.2千兆赫。蘋果過去已經斥資4億美元收購芯片公司,另大概1億美元4年的芯片開發,總共投資5億美元。
相對於得付錢給芯片製造商對每一個處理器30%或以上的保證金,這花費可能是一個小小的代價。蘋果公司獨立晶片的努力可以追溯到2008年4月耗資278億美元收購PA Semi開始。此次併購拉開序幕,是蘋果企圖獨立於如英特爾和三星之外,成為獨立的芯片製造公司的開始。 PA Semi的芯片設計組員團隊,都是資深設計師,由
20世紀90年代由 Dan Dobberpuhl 領導的 Digital Equipment 公司中 StrongArm 處理器的成員組成。 PA Semi在Jim Keller和Pete Bannon領導下創造了一個PowerPC處理器。但當蘋果公司與英特爾公司簽署了一項協議,使用x86芯片的Mac電腦後,PA Semi公司的計劃被打亂。在蘋果後來收購PA Semi公司後一個月內,蘋果偷偷的和ARM簽署,取得ARM架構授權,讓蘋果可開發自己的ARM兼容CPU(中央處理單元)。
根據當時執行長Steve Jobs的指示,蘋果成立了兩個團隊,一個負責基於ARM CPU芯片的核心的A4工作,而另一個團隊則開始研究定義一個新的CPU微架構。 2010年3月,Dobberpuhl、Leo Joseph和Mark Hayter離開蘋果。而Keller和Bannon繼續在芯片上的發展,並另外聘請了ARMCortex-8和Cortex-15處理器發展負責人Gerard Williams。這已暗示蘋果已經選擇了ARM Cortex-A9或A-15為設計A6的核心,但設法把它更改成為更高效力,更精確定義的核心,更能應付蘋果自我需求的晶片。
在2010年年初,該團隊完成的微架構設計(類似於藍圖),並開始了物理設計階段。為了支持它的物理設計技巧,蘋果在於2010年4月以1.2億美元收購了芯片設計公司Intrinsity公司。這給蘋果更多的人才於去年夏天來完成A6。
Lynley Gwennap預計,蘋果將使用A6到2013年,然後在2014年推出一個新的CPU設計。這將是基於一個64位ARMv8指令集。Lynley Gwennap認為,三星以32納米的工藝製造A6。 (在這方面,蘋果是不是完全獨立的,它設計芯片,但又依靠三星生產)。 Gwennap表示,A6的複雜度和性能和ARM的Cortex-A15,或是高通最新芯片Krait CPU一樣。
打了超過了iPhone 4S 2倍性能提升(如蘋果公司在其新聞發布會的聲稱),Lynley Gwennap認為,蘋果公司不得不使用1.2千兆赫的雙CPU核心。蘋果公司還表示,A6處理器比A5小22%,約96平方毫米。這是一個相當小的尺寸,小也意味著芯片的製造成本低。
A6的尺寸96平方毫米,比簡單地把在iPad上使用的蘋果A5X的處理器,將45納米製造工藝縮小到了32納米製造工藝,約82平方毫米要來的大。Gwennap表示,那是因為蘋果添加了一個更強大的自加定義CPU核心以及一個更好的攝像頭圖像處理器。
Gerard Williams已經成為蘋果公司的首席的CPU建築師,而Keller目前已離開蘋果,加入AMD高微設計公司。但Lynley Gwennap認為,目前蘋果才算是剛開始接觸CPU設計。
蘋果A6從45納米製程提高到32納米製程。這讓蘋果的芯片在降低成本的同時可容納更多的電路。並可添加了新功能的芯片,超越上一代的功能。在一兩年中,三星可能進一步提升到一個新的製造工藝,而蘋果公司可能會準備一個新的芯片設計來利用它。這就是我們蘋果的新玩意,比如iPhone,可獲得更多、更強大、和更便宜製造的原因。

PS:  下文“iPhone 5的Javascript benchmarks運算速度驚人”,以數據說明了A6的能力。

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