Apple mobil alkalmazásprocesszorok
Az Apple Inc. számos egylapkás rendszert (SoC) és egytokos rendszert (system in package, SiP) fejlesztett ki mobil alkalmazásprocesszorok szerepére, mobil fogyasztói-elektronikai eszközeinek meghajtására. A mobil eszközökben általános, szigorú teljesítmény- és méretbeli megszorításoknak megfelelően ezekben a csipekben egy központi egységet és egyéb komponenseket helyeznek el egyetlen kompakt fizikai tokozásban. Az Apple hardvertechnológiai részlegét Johny Srouji rangidős alelnök irányítja.[1]
Korai sorozat
[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]Az Apple "A" csipsorozat bevezetése előtt a cég több eltérő egylapkás rendszert (SoC) használt az iPhone és iPod Touch korai kiadásaiban. Ezeket a csipeket a Samsung gyártotta az Apple specifikációinak megfelelően. A csipek egy ARM-alapú feldolgozó magot (CPU), egy grafikai feldolgozóegységet (GPU), és egyéb elektronikát integráltak egyetlen tokozásban, az adott mobil eszköz számítástechnikai funkcióinak ellátására.
Az APL0098 (azaz 8900B[2] vagy S5L8900 kódjelű csip) egy package on package (PoP) felépítésű egylapkás rendszer (SoC). 2007. június 29-én mutatták be az eredeti iPhone megjelenésekor. Egy 412 MHz-es órajelű egymagos ARM11 processzort és egy PowerVR MBX Lite GPU-t tartalmaz. A Samsung gyártotta 90 nm-es eljárással.[3]
Az APL0278[4] (avagy S5L8720) egy többszörös tokozású (PoP) egylapkás rendszer, amit 2008. szeptember 9-én mutattak be a második generációs iPod touch indulásakor. Egy 533 MHz-es órajelű egymagos ARM11 CPU-t és egy PowerVR MBX Lite GPU-t tartalmaz. A Samsung gyártotta 65 nm-es eljárással.[3]
Az APL0298 (másként S5L8920) egy többszörös tokozású (PoP) egylapkás rendszer, 2009. június 8-án mutatták be az iPhone 3GS megjelenésekor. Egy 600 MHz egymagos Cortex-A8 CPU-t és egy PowerVR SGX535 GPU-t tartalmaz. A Samsung gyártotta 65 nm-es folyamattal.[5] Ugyanennek a csipnek egy optikailag kicsinyített technikával készült, csökkentett csíkszélességű (die shrink) 45 nm-es változata is megjelent,[3] az APL2298 (avagy S5L8922), amelyet 2009. szeptember 9-én mutattak be, a harmadik generációs iPod touch megjelenésével egyidőben.
Az A sorozat
[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]| Az Apple "A" sorozat evolúciója | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Jegyzetek:
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Az Apple "Ax" sorozat egy egylapkás rendszer-család. A sorozat csipjeit az iPhone, iPad, iPod Touch, és Apple TV eszközökben alkalmazták. Ezekben egy vagy több ARM-alapú feldolgozó magot (CPU), egy grafikai feldolgozóegységet (GPU), gyorsítótár-memóriát és további elektronikát integráltak egy fizikai tokba, a szükséges mobil számítástechnikai funkciók ellátásához. A csipeket az Apple tervezte, a Samsung és TSMC gyártotta.
Apple A4
[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]
Az Apple A4 egy az Apple Inc. által tervezett PoP kiépítésű, többrétegű tokozású egylapkás rendszer (SoC), amit a Samsung gyártott.[6] Ebben a csipben egy ARM Cortex-A8 CPU mellé egy PowerVR GPU-t építettek, a hatásfok növelése érdekében.[7] A csip kereskedelmileg az Apple iPad tablet kiadásával debütált,[8] amit nem sokkal később az iPhone 4 okostelefon,[9] a 4. generációs iPod Touch és a 2. generációs Apple TV követett. Utódja a következő évben kibocsátott iPad 2-ben megjelent Apple A5 processzor.
Az Apple A4 az ARM processzor architektúrán alapul.[10] Az iPad számára készült első kibocsátott verzió 1 GHz-en futott és egy ARM Cortex-A8 processzormagot tartalmazott, amelyet egy PowerVR SGX 535 grafikai processzorral párosítottak.[8][11][12][13] A csip a Samsung 45 nanométeres szilíciumlapka-gyártási eljárásával készült.[3][14] Órajelfrekvenciája az iPhone 4 és az iPod Touch (4. generáció) eszközökben 800 MHz volt. Az Apple TV-ben alkalmazott órajelet nem közölték.
Az A4-esben felhasznált Cortex-A8 magba feltételezhetően egyedi teljesítményjavító technikákat is beépítettek, amiket a később az Apple által felvásárolt Intrinsity csiptervező cég fejlesztett ki,[15] a Samsunggal együttműködve.[16] Az így előállt „Hummingbird” kódnévvel jelölt mag más megvalósításoknál jóval magasabb órajeleken futhat, miközben teljesen kompatibilis marad az ARM Cortex-A8 kialakításával.[17] A teljesítményt tovább javítja a hozzáadott L2 gyorsítótár. Az A4-be épített Cortex-A8 CPU maggal azonos magot használ a Samsung S5PC110A01 egylapkás rendszer (SoC) is.[18][19] Az A4-esbe épített SGX 535 GPU grafikai teljesítménye elméletileg másodpercenként 35 millió poligon és 500 millió pixel lehet, bár valós, gyakorlatban elért teljesítménye ennél lényegesen kisebb lehet.[20]
Az A4 processzor nem tartalmaz tokon belüli RAM-ot, de támogatja PoP kiépítést. Így az első generációs iPad, a 4. generációs iPod Touch,[21] és a második generációs Apple TV[22] olyan tokot kapott, amelyben két kis fogyasztású 128 MiB DDR SDRAM csipet szereltek az A4 tetejére. Az iPhone 4-nek két 256 MiB-os memóriacsipje van, összesen 512 MiB.[23][24][25] A processzort a RAM-mal az ARM 64 bites szélességű AMBA 3 AXI sínje köti össze. Az iPad magas grafikai sávszélesség-igényének támogatására a RAM adatsín szélességét duplájára növelték az előző ARM11- és ARM9-alapú Apple eszközökéhez képest.[26]
Apple A5
[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]Az Apple A5 egy 32 bites egylapkás rendszer, amelyet az Apple Inc. tervezett és a Samsung gyártott.[27] Az A4 processzorokat váltotta fel. A csip kereskedelmileg az Apple iPad 2 tabletjében jelent meg 2011 márciusában,[28] ezt követte következő kiadása az iPhone 4S okostelefonban, ugyanebben az évben. Az Apple állításai szerint az előd A4-es csippel összehasonlítva az A5-ös CPU „kétszer annyi munkát tud elvégezni”, a GPU grafikai teljesítménye pedig „akár kilencszerese” elődjének.[29]
Az A5 egy kétmagos ARM Cortex-A9 CPU-t tartalmaz[30] az ARM NEON márkanevű fejlett SIMD kiterjesztésével és egy kétmagos PowerVR SGX543MP2 GPU-t. Ez a GPU 70 és 80 millió közötti számú poligon renderelésére képes másodpercenként, pixelkitöltési rátája 2 milliárd pixel másodpercenként. Az iPad 2 műszaki specifikációja szerint az A5 órajele 1 GHz,[31] miközben a processzor képes dinamikusan vezérelni az órajel frekvenciáját, hogy kímélje az akkumulátor-kapacitást.[30][32] Az iPhone 4S-be épített egység órajele 800 MHz. Az A4-eshez hasonlóan, az A5 is 45 nm-es csíkszélességű eljárással készült.[33]
Az A5 processzornak egy frissített, 32 nm-es verzióját építették a harmadik generációs Apple TV-be valamint az 5. generáció iPod touch, az iPad Mini és az újabb változatú iPad 2 (iPad 2,4) eszközökbe.[34] A Apple TV-be épített csipben egy mag ki van kapcsolva.[35][36] A tok jelölései szerint a csip kódjele APL2498, szoftveres kódja S5L8942. A 32 nm változatú A5-ös közel 15%-kal jobb akkumulátorkapacitást biztosít webes böngészés alatt, a javulás 30%-os a 3D-s játékok futtatásakor és hozzávetőleg 20% videólejátszás alatt.[37]
2013 márciusában az Apple megjelentette a harmadik generációs Apple TV egy frissített változatát (AppleTV 3,2), ezt egy kisebb, egymagos A5 processzorváltozattal szerelték. Ellentétben az A5-ös többi változatával, ez verzió nem package-on-package (PoP) technikával készült alkatrész, nincs benne beépített RAM. A csip igen kicsi, éppen csak 6,1 × 6,2 mm, de mivel a méretcsökkenés nem a csíkszélesség csökkenésének köszönhető (változatlanul 32 nm-es eljárással készül), ez azt mutatja, hogy ez az A5 revízió egy teljesen újratervezett csip.[38] Jelölése szerint a neve APL7498, szoftveres kódja S5L8947.[39][40]
Apple A5X
[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]Az Apple A5X egy Apple tervezésű 32 bites egylapkás rendszer. A harmadik generációs iPad megjelenésével együtt mutatták be 2012. március 7-én. Ez az Apple A5 egy nagy teljesítményű változata, a cég állítása szerint grafikai teljesítménye a kétszerese az A5-ének.[41] A csipet később az Apple A6X processzor váltja fel a negyedik generációs iPadben.
A csip jellemzői: kétmagos ARM Cortex-A9 1 GHz-es órajelű CPU,[42][43] egy négymagos grafikai egység (PowerVR SGX543MP4), egy négycsatornás memóriavezérlő, amely 12,8 GB/s memória-sávszélességet biztosít, közel háromszor akkorát, mint az A5-ben ami van. A hozzáadott grafikai magok és az extra memóriacsatornák nagy lapkaméretet eredményeztek: 165 mm2,[44] ez például az Nvidia Tegra 3 csip méretének kétszerese.[45] A felület legnagyobb részét a nagy PowerVR SGX543MP4 GPU teszi ki. A kettős ARM Cortex-A9 mag órajelfrekvenciája ugyanúgy 1 GHz, mint az A5-ösben.[46] Az A5X-ben a RAM külön lett választva a főprocesszor tokozásától.[47]
Apple A6
[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]Az Apple A6 egy 32 bites package on package (PoP) felépítésű egylapkás rendszer az Apple tervezésében, amelyet 2012. szeptember 12-én, az iPhone 5 indulásával egyidőben mutattak be, aztán egy évvel később ugyanezt örökölte az annak kisebb utóda, az iPhone 5C. Az Apple állításai szerint ez a csip akár kétszer olyan gyors és grafikai teljesítménye akár kétszer akkora lehet, mint elődjének, az Apple A5-nek.[48] A csip 22%-kal kisebb és kevesebb energiát fogyaszt, mint a 45 nm-es A5.[49]
Az A6 az elemzések szerint 1,3 GHz-es órajelen működik,[50] egyedi[51] Apple tervezésű, ARMv7 alapú kétmagos CPU, kódneve Swift,[52] és nem az ARM-tól licencelt ARM CPU, mint amilyenek a korábbi kialakításokban szerepeltek. Egy integrált 266 MHz-es, hárommagos PowerVR SGX 543MP3[53] GPU-t tartalmaz. A Swift mag az A6-ban egy új, megváltoztatott utasításkészletet tartalmaz, az ARMv7s jelűt, amelyben megtalálhatók az ARM Cortex-A15 készlet egyes elemei, mint például az Advanced SIMD v2 támogatása és a VFPv4.[51] Az A6-ost a Samsung gyártja 32 nm-es magas k-együtthatós fém kapus (HKMG) eljárással.[54]
Apple A6X
[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]Az Apple A6X egy 32 bites egylapkás rendszer (SoC), amelyet az Apple tervezett, és a negyedik generációs iPad bemutatásával együtt jelentetett meg 2012. október 23-án. Ez a csip az Apple A6 nagy teljesítményű változata. Az Apple állítja, hogy az A6X CPU teljesítménye kétszerese, grafikai teljesítménye pedig legfeljebb kétszerese elődjének, az Apple A5X-nek.[55]
Az A6-hoz hasonlóan ez a csip továbbra is a kétmagos Swift CPU-t alkalmazza, de ebbe egy új négymagos GPU és négycsatornás memória került, és a CPU órajele kissé magasabb: 1,4 GHz.[56] Az integrált négymagos PowerVR SGX 554MP4 grafikai processzor (GPU) 300 MHz-en fut és négycsatornás memória alrendszert használ.[56][57] Az A6-tal összehasonlítva az A6X 30%-kal nagyobb. Szintén a Samsung gyártja, 32 nm-es magas k-együtthatós fém kapus (HKMG) folyamattal.[57]
Apple A7
[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]Az Apple A7 egy az Apple által tervezett 64 bites többszörös tokozású (PoP) egylapkás rendszer (SoC). Az iPhone 5S-ben jelent meg 2013. szeptember 10-én, annak bemutatásával egyidőben. Változatait az iPad Mini 2 és iPad Mini 3 eszközökbe építették. Az Apple állítja, hogy a csip sebessége és grafikai teljesítménye akár kétszerese elődje, az A6 csip megfelelő értékeinek.[58]
Az A7 legfőbb jellemzői: Apple tervezés, 1,3[59]–1,4[60] GHz-es órajel, 64 bites architektúrájú[61] ARMv8-A típusú[62][63] kétmagos CPU,[59] – kódneve Cyclone,[62] és egy integrált PowerVR G6430 GPU egy négy klaszteres konfigurációban.[64] Az ARMv8-A architektúra megkétszerezi a regiszterek számát a megelőző ARMv7-éhez képest, így az A7-nek kétszer annyi regisztere van, mint az A6-nak.[65] Ez 31 64 bites általános célú regisztert jelent, valamint 32 darab 128 bit széles lebegőpontos NEON regisztert.[61] Az A7-est a Samsung gyártja