Вы здесь
Главная > Apple

Взгляд на архитектуру процессора iPhone 7

Apple, вероятно, первой объявила о том, что в процессорах следующего поколения мобильных устройств этой компании будет использоваться техпроцесс InFO от тайваньской TSMC. Благодаря этому iPhone образца 2016 года будет ещё более стройным и тонким, чем предыдущие модели.



В этом посте мы заглянем в прошлое, попытаемся оценить ретроспективу развития чипов Apple и сделать на основе этого выводы о том, какие решения могут быть реализованы в следующем году в чипах A10.

Также мы вспомним, как решение Apple взять производство чипов для портативных устройств в свои руки пять с лишним лет назад позволило компании поставить свою продукцию на особое место в гонке с другими производителями.

Что такое InFO?

Сокращение от Integrated Fan-Out, InFO — это технология производства чипов, при которой процессор не кладётся на подложку перед установкой на печатную плату. Говорят, что с помощью этой технологии можно добиться уменьшения толщины процессора на 0,2 мм или больше.

Но что вообще такое подложка, спросите вы…

Подложка, грубо говоря, определяет, каким образом будут расположены и связаны между собой отдельные элементы архитектуры процессора, конденсаторы и проводящие слои, на логической плате.

Рабочие части процессора вашего iPhone напрямую не соединены с печатной платой, поскольку имеют очень маленькие размеры. Вместо этого они помещены на специальную подложку, которая и соединяет кристалл процессора с логической платой и распределяет входящие и исходящие сигналы по всему кристаллу.

iPhone 5S teardown (iFixIt, Qualcomm baseband modem)
Процессор A7 на подложке, помещённый на материнскую плату (iPhone 5s).

Пока что TSMC плотно занята своими делами и доведением технологии до ума, но к моменту запуска A10 в массовое производство 16-нанометровый техпроцесс для него, скорее всего, будет уже полностью разработан.

По словам Bernstein Research, установка A10 непосредственно на плату с помощью InFO позволит сделать будущий iPhone более тонким.

К тому же, уменьшение расстояния между кристаллами и печатной платой ускорит рассеивание выделяемого процессором тепла, что приведёт к повышению эффективной скорости чипа на 20%.

Из источников, близких к производственной цепочке, недавно стало известно, что все A10 будут производиться TSMC эксклюзивно, и таким образом Samsung больше не будет прикладывать руку к производству чипов для Apple.

SoC vs. InFO vs. SiP

Использование InFO-процесса даёт основания для дальнейших спекуляций на тему внутреннего устройства чипа, а именно, будет ли он изготавливаться по схеме SiP (сокращение от System-in-Package). Эта технология предполагает упаковку всей процессорной архитектуры в единый чип, при этом обычно все кремниевые кристаллы просто складываются стопкой друг на друга.

Противоположный SiP подход, когда в один чип комбинируются некоторые, но не все, элементы, сейчас используется в процессорах A9 и A9X. Именно, В A9 и A9X собраны вместе полноценный двуядерный ARM-процессор под названием Twister, 2 ГБ LPDDR4 RAM, L1/L2/L3-кэш, имейдж-процессор, со-процессор M9 для расчёта движения и графические ядра.

Такая схема называется SoC, или system-on-a-chip, система на кристалле.

iPhone 6s a9
A9 внутри iPhone 6s, разработанный как система на кристалле, даёт 70%-прибавку к скорости CPU и на 90% более быструю графику. В его предшественнике, A8, было два миллиарда транзисторов.

Как уже упоминалось, A9 крепится к материнской плате через подложку. Отказавшись от подложки, инженеры Apple смогут монтировать всю систему на плату ещё меньшего размера.

SiP-подход в данный момент реализован, например, в чипе S1 для Apple Watch.

Apple S1 image 002
Залитый эпоксидной смолой чип S1 для Apple Watch имеет именно SiP-дизайн.

Ещё и водозащита?

Независимо от того, будут ли в Apple собирать в единую систему на кристалле разнообразные сенсоры беспроводной связи, которые сейчас существуют отдельно, весьма вероятно, что эти чипы тоже уменьшатся в размерах в новом iPhone.

Если Apple сможет упаковать всю начинку устройства в смолу, как было сделано в Apple Watch, то мы получим полностью водонепроницаемый iPhone, с более быстрым и экономичным процессором.

Беспроводные чипы от Apple

VentureBeat со ссылкой на достаточно надёжные источники утверждает, что Intel выделила более тысячи инженеров на проект адаптации своего 7360 LTE-модема для продукции Apple, поэтому можно предполагать, что эти чипы могут быть встроены в систему на кристалле A10 для iPhone 7.

Собственные кремниевые разработки Apple начались в 2007 году, когда компания начала скупать стартапы по производству полупроводниковых устройств и формировать из них свою команду, которая в данный момент насчитывает более 1000 разработчиков чипов и элементов беспроводной связи.

Решение производить чипы самостоятельно было очень рискованным, но оправдало себя более чем на 100%. Нетрудно убедиться по результатам различных тестов, что производительность этих чипов зачастую уверенно превышает быстродействие их аналогов на устройствах под Android в показателях и собственно скорости, и удельной скорости на ватт.

iPhone 6s M9
Со-процессор M9 встроен в систему-на-кристалле A9 в iPhone 6s. Раньше со-процессор представлял из себя отдельный чип

Если Apple и разработчики wireless-чипов, такие как Intel, смогут засунуть LTE-модем внутрь A10, яблочная продукция сможет функционировать эффективнее ещё и когда дело касается беспроводной связи.

А кроме того

Попробуем посмотреть дальше. Включение LTE-модема в состав SoC сделает её весьма компактной, а значит, велика вероятность того, что подобная же SoC сможет быть реализована в Apple Watch. Apple Watch с 3G/LTE станет действительно автономным устройством, по-настоящему непривязанным к iPhone.

Ведь радиоинтерфейсы по сложности внутреннего устройства могут поспорить с микропроцессорами, и именно поэтому Apple традиционно встраивает в iPhone и iPad беспроводные чипы от Broadcom и Qualcomm.

Но раз продукция этих компаний работает быстрее аналогичных чипов Intel, почему бы Apple не попытаться поместить элементы беспроводной связи внутрь системы на кристалле?

Как было сказано в блоге Стива Шини, разработка Apple собственных модемов для iPhone повлияет на пропускную способность, устойчивость подключения, лаг сигнала и общее впечатление от связи на физическом уровне, что критически важно для мобильных устройств.

Что вы думаете о разработке чипов Apple? И как по-вашему, что дальше будет с ними происходить?

Концепты iPhone 7 принадлежат художнику Yasser Farahi.

Понравилась запись? Читайте нас в Twitter
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (Пока оценок нет)
Загрузка...

Смотрите также:

Top