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為瞭分辨率,iPhone 7的A10芯片如何設計

  雖然iPhone 6s/iPhone 6s Plus銷量一直在下滑,但是今年的科技頭條幾乎都被蘋果占領著,最近iPhone 7的消息又被傳的沸沸揚揚,此前蘋果園也不甘寂寞的進行七大猜想:1)iPhone 7全新五個版本;2)支持無線充電技術;3)高逼格的OLED屏幕;4)1600萬像素便攜式的雙攝像頭“相機”;5)iPhone 7不僅能防水還有3G內存;6)全新的設計語言;7)獨特眼球偵測系統,為手機交互方式帶來一場新的技術革新;

  還有昨天蘋果園曝光的“臺積電壟斷iPhone 7芯片訂單”的消息,今日就來聊聊iPhone 7的A10芯片到底是什麼樣子?蘋果該如何設計?

  蘋果公司自己為 iPhone 和 iPad設計芯片,當年從 A7 升級到 A8 的時候蘋果就利用瞭臺積電新的 20 納米生產技術。利用這項技術蘋果可以大幅增加 A8 芯片上的晶體管數量,是 A7 上的兩倍,而且 A8 的面積尺寸比 A7 的還要小。

  不過在 A9 芯片中,雖然使用的是新的 14/16 納米制程,它能夠進一步提升晶體管的性能,但是在減小晶體管所占空間方面沒有很大的改進,這也就意味著A9的性能雖然比 A8 增加瞭不少,但是它的面積尺寸也要比 A8 大。

  至於明年將會使用在 iPhone 7 上的 A10 芯片,消息稱臺積電將會拿到蘋果該芯片的所有訂單。而且今年 iPhone 6s 上不同代工廠的芯片引起的小風波或許也讓蘋果不敢再次將芯片生產分給兩個不同的供應商。

  在明年的 iPhone 7 上,蘋果需要給我們帶來一款新的、更具創造性的芯片。A10 芯片很有可能使用臺積電的 16 納米制程,晶體管不會受到影響。那麼明年的 A10 芯片蘋果公司會把它做得多大呢?

  一般來說,在矽晶圓增加晶體管的數量將會導致每晶圓的芯片數量減少。而且芯片面積越大,生產難度就越高,而生產的成本也有可能因此大幅增加,比如 A9 和 A9X 芯片,A9X 芯片的總面積大約為 147 平方毫米,比 A9 面積大 40%,其生產成本就要比 A9 的高出 62%。

  另外增加晶體管的數量不僅會導致成本增加,而且晶體管越多耗電也就會越多。蘋果也必須慎重考慮這方面的問題。

  也就是說即使 A10 芯片使用的是和 A9 芯片一樣的生產技術,可臺積電在 A9/A9X 芯片的生產過程中可能又掌握瞭更多東西,等到A10芯片投產的時候,臺積電有可能進一步提升他們的 16 納米制程的產量。而產量的增加就能夠幫助蘋果在增加 A10 芯片尺寸的同時保持或者將每一塊芯片的生產成本壓縮在一定范圍內。

  那麼蘋果公司有可能會把 A10 芯片設計得多大呢?

  A8 芯片使用的是臺積電的 20 納米制程,它的面積尺寸為 89 平方毫米,而 A9 芯片使用的是臺積電更新更復雜的 16 納米制程,它的面積尺寸增加到 104.5 平方毫米,也就是說後者比前者增加瞭 17.4%。

  由此看來,蘋果的芯片設計師有可能再度增加 A10 芯片的面積,幅度在 15%-20% 之間,也就是說最後 A10 的芯片面積有可能在 120-125 平方毫米之間。

  那麼蘋果為何要增加芯片的面積尺寸呢?通常蘋果的 A 芯片上有 CPU 核心、圖形核心、內存控制器、圖像信號處理器以及傳感器中心等,而其中最占位置的就是 CPU 核心和圖形核心。

  AnandTech 此前公佈的數據顯示 A8 芯片上圖形核心占據瞭 19.1 平方毫米的面積,兩個 CPU 核心的面積是 12.2 平方毫米。根據此前在EETimes上發行的關於 A9 芯片的分析,編者估計 A9 芯片中圖形核心的面積為 27 平方毫米,而 CPU 核心的則大約為 13 平方毫米。

  A10 芯片中應該是差不多,CPU 核心占據的面積可能稍有增加(蘋果大概還不會增加第三個核心),而圖形核心占據的面積可能會有更大幅度的增加。其實在 A9 芯片中蘋果公司已經使用瞭 6 個集群圖形處理器,那麼 A10 中增加到 8 個也是不足為奇。

  在 iPhone 7 和 iPhone 7 Plus 中蘋果公司可能會進一步提升屏幕分辨率,兩款設備的分辨率或許分別為 1080P 和 1440P 級別。為瞭確保應用和遊戲能夠在這麼高的分辨率下流暢運行,蘋果自然是需要提升圖形性能,從而利用在 A10 中增加的晶體管所帶來的性能提升。

  其實今年 A9 和 A9X 兩款芯片強大的性能已經給我們留下瞭深刻的印象,而行業也非常看好明年在 A10 和 A10X 芯片上,蘋果公司帶來的性能提供,甚至預測蘋果是否有可能在旗下的 12 英寸 MacBook 上使用 A10 芯片。

  iPhone 6s、iPhone 6s Plus港行每日最新報價(更新至12月4日)


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