iPad2雙核處理器A5探秘
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從 iPad升級(jí)至iPad 2，首先就是CPU由單核心ARM Cortex-A8變成了雙核心ARM Cortex-A9。除了CPU核心數(shù)量提升了2倍以外，每個(gè)核心的容許量也2倍以上的性能提升。根據(jù)ARM公司的介紹，Cortex-A8頻率性能為2 DMIPS (Dhrystone MIPS)/MHz，而Cortex-A9為2.5 DMIPS/MHz。
至于CPU 架構(gòu)也發(fā)生變化的原因只有一個(gè)，這就是Cortex-A8只支持單核心設(shè)計(jì)，因此如果不想開發(fā)特殊的總線，同時(shí)又想獲得相同的性能，因此可以選擇的方案也只有Cortex-A9。Cortex-A9最大可支持四核心設(shè)計(jì)，并且同樣支持AMBA 3 AXI協(xié)議。
Cortex-A系列架構(gòu)
●核心數(shù)量與性能的提升
蘋果公司將第一代iPad的A4處理器交由三星公司代工，而A5則變成了TSMC。這聽說主要是由于三星公司已經(jīng)成為蘋果公司智能手機(jī)和平板電腦最強(qiáng)有力的競爭者。
至于生產(chǎn)工藝，由于A4使用的是三星公司的45nm工藝，因此普便認(rèn)為A5同樣也基于的是45nm工藝。如果基于相同的工藝情況下，核心數(shù)量提升2倍，那么會(huì)由于電路的增加導(dǎo)致核心面積的提升，從而導(dǎo)致生產(chǎn)成本的提升。而根據(jù)市場調(diào)研公司iSuppli于3月13日發(fā)布的報(bào)道「iPad 2 Carries Bill of Materials of $326.60, IHS iSuppli Teardown Analysis Shows」，蘋果A5芯片的成本相對(duì)于A4提升了約75％。如果核心面積提升2倍的話，那么這種程序的成本提升也是與猜測相對(duì)應(yīng)的。因此A4升級(jí)至 A5，核心尺寸的增加也是可以理解的。
不過iSuppli估計(jì)A5芯片的成本大約為14美元。因此雖然核心面積的增加(A4 53平方毫米)，導(dǎo)致了成本的增加，但是其帶來的影響并不大，其影響甚至還不如功耗變化的影響大。
按照邏輯來說，A5峰值功耗應(yīng)該會(huì)增加，因此在進(jìn)行高負(fù)荷處理如游戲應(yīng)用時(shí)會(huì)對(duì)電池續(xù)航時(shí)間產(chǎn)生影響。不過蘋果同樣考慮到了這點(diǎn)，也對(duì)此進(jìn)行了平衡。
●進(jìn)化的CPU架構(gòu)
除了核心數(shù)量提升了2倍，A5 Cortex-A9 CPU架構(gòu)也出現(xiàn)了變化。Cortex-A8采用的是雙指令解碼管線，程序指令采用的是順序In-Order執(zhí)行。如果以Intel CPU對(duì)比，差不多相當(dāng)于其Pentium時(shí)代產(chǎn)品。而Cortex-A9雖然同樣采用的是雙指令解碼，但是其指令執(zhí)行順序?yàn)镺ut-of-Order。容許量方面相差25％。
Cortex-A9 block diagram
這個(gè)所帶來的影響程序，可以通過Cortex-A9所占據(jù)的核心區(qū)域來了解。通過ARM公司在去年(2010年)的「CMP Conference」所進(jìn)行的演示，在使用TSMC 40nm工藝的雙核心Cortex-A9的核心面積約在6.7平方毫米，其頻率目標(biāo)為2GHz,1.9W，這里還包括了L1緩存和總線接口。
順便介紹一下的是X86架構(gòu)雙指令Out-of-OrderBobcat核心基于40nm工藝時(shí)，單核心面積在5平方毫米以上，因此Cortex-A9核心的大小與X86核心相比的話就可以很明了了。
因此可以估計(jì)如果采用三星45nm工藝的話，其面積會(huì)比TSMC 40nm要大，同時(shí)以1GHz頻率為目標(biāo)的A5 Cortex-A9核心可以推定已接近TSMC的電力設(shè)計(jì)的最優(yōu)化。
Cortex-A9的特性
●GPU核心數(shù)量同樣翻倍
iPad 2上GPU核心數(shù)量也由以前的1個(gè)變成了2個(gè)。GPU核心架構(gòu)為Imagination Technologies的PowerVR SGX5,不過根據(jù)介紹其性能同樣也提升了2倍以上。PowerVR SGX的晶體管數(shù)量提升是肯定的，因此其雙核心華對(duì)于A5的核心面積以及功耗影響也是很大的。
評(píng)論