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苹果会把 iPhone 7 的A10芯片设计得多大?

2015-12-04 10:48:03
水木之向
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A10芯片的面积很有可能比A9芯片大一点,但是会大多少呢?

  目前 iPhone 6s、iPhone 6s Plus 和 iPad Pro 带来的兴奋和新鲜感消失殆尽,很多人已经开始把注意力放到明年苹果公司即将发布的 iPhone 7 上了。此前坊间已经曝光了不少关于这款产品的消息,我们无法确定其准确性,但是我们可以确定的是明年在这款设备上苹果会使用 A10 芯片。A10 芯片的性能相比 A9 会进一步提升,除此之外两者还会有什么差别?

  通常情况下,要提升片上芯片系统的性能和/或增加新的功能,芯片架构师就需要在芯片设计上增加更多晶体管。芯片技术的发展过程中有一个非常不错的规律,每隔几年开发芯片的公司就会推出新的生产技术,这样芯片设计师就可以在既定的硅晶圆上增加更多晶体管。

  在理想的情况下,把晶体管做得越小成本就会越高,但是能够在给定的硅晶圆上增加更多晶体管这一点就抵消了增加的成本。

  苹果公司自己为 iPhone 和 iPad设计芯片,当年从 A7 升级到 A8 的时候苹果就利用了台积电新的 20 纳米生产技术。利用这项技术苹果可以大幅增加 A8 芯片上的晶体管数量,是 A7 上的两倍,而且 A8 的面积尺寸比 A7 的还要小。


  不过在 A9 芯片中,虽然使用的是新的 14/16 纳米制程,它能够进一步提升晶体管的性能,但是在减小晶体管所占空间方面没有很大的改进,这也就意味着A9的性能虽然比 A8 增加了不少,但是它的面积尺寸也要比 A8 大。

  至于明年将会使用在 iPhone 7 上的 A10 芯片,消息称台积电将会拿到苹果该芯片的所有订单。而且今年 iPhone 6s 上不同代工厂的芯片引起的小风波或许也让苹果不敢再次将芯片生产分给两个不同的供应商。

  在明年的 iPhone 7 上,苹果需要给我们带来一款新的、更具创造性的芯片。A10 芯片很有可能使用台积电的 16 纳米制程,晶体管不会受到影响。那么明年的 A10 芯片苹果公司会把它做得多大呢?

  一般来说,在硅晶圆增加晶体管的数量将会导致每晶圆的芯片数量减少。而且芯片面积越大,生产难度就越高,而生产的成本也有可能因此大幅增加,比如 A9 和 A9X 芯片, A9X 芯片的总面积大约为 147 平方毫米,比 A9 面积大 40%,其生产成本就要比 A9 的高出 62%。

  另外增加晶体管的数量不仅会导致成本增加,而且晶体管越多耗电也就会越多。苹果也必须慎重考虑这方面的问题。

  也就是说即使 A10 芯片使用的是和 A9 芯片一样的生产技术,可台积电在 A9/A9X 芯片的生产过程中可能又掌握了更多东西,等到A10芯片投产的时候,台积电有可能进一步提升他们的 16 纳米制程的产量。而产量的增加就能够帮助苹果在增加 A10 芯片尺寸的同时保持或者将每一块芯片的生产成本压缩在一定范围内。

  那么苹果公司有可能会把 A10 芯片设计得多大呢?

  A8 芯片使用的是台积电的 20 纳米制程,它的面积尺寸为 89 平方毫米,而 A9 芯片使用的是台积电更新更复杂的 16 纳米制程,它的面积尺寸增加到 104.5 平方毫米,也就是说后者比前者增加了 17.4%。

  由此看来,苹果的芯片设计师有可能再度增加 A10 芯片的面积,幅度在 15%-20% 之间,也就是说最后 A10 的芯片面积有可能在 120-125 平方毫米之间。

  那么苹果为何要增加芯片的面积尺寸呢?通常苹果的 A 芯片上有 CPU 核心、图形核心、内存控制器、图像信号处理器以及传感器中心等,而其中最占位置的就是 CPU 核心和图形核心。

  AnandTech 此前公布的数据显示 A8 芯片上图形核心占据了 19.1 平方毫米的面积,两个 CPU 核心的面积是 12.2 平方毫米。根据此前在EETimes上发行的关于 A9 芯片的分析,编者估计 A9 芯片中图形核心的面积为 27 平方毫米,而 CPU 核心的则大约为 13 平方毫米。

  A10 芯片中应该也差不多,CPU 核心占据的面积可能稍有增加(苹果大概还不会增加第三个核心),而图形核心占据的面积可能会有更大幅度的增加。其实在 A9 芯片中苹果公司已经使用了 6 个集群图形处理器,那么 A10 中增加到 8 个也是不足为奇。

  在 iPhone 7 和 iPhone 7 Plus 中苹果公司可能会进一步提升屏幕分辨率,两款设备的分辨率或许分别为 1080P 和 1440P 级别。为了确保应用和游戏能够在这么高的分辨率下流畅运行,苹果自然是需要提升图形性能,从而利用在 A10 中增加的晶体管所带来的性能提升。

  其实今年 A9 和 A9X 两款芯片强大的性能已经给我们留下了深刻的印象,而行业也非常看好明年在 A10 和 A10X 芯片上,苹果公司带来的性能提供,甚至预测苹果是否有可能在旗下的 12 英寸 MacBook 上使用 A10 芯片。

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