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揭密苹果iPad神秘核心A4芯片单片机处

2019-07-02 14:34:48来源:励志吧0次阅读

揭密苹果iPad神秘核心A4芯片 - 单片机/处理器

每每有大事件在远处发生时,H都很忿恨为什么地球不是平而是圆的呢。子夜时分,身处东八时区的我们理应已经在做梦的时候,但大洋彼岸的旧金山那时候是风和日丽的下午时分,而且God damn的苹果选择这个时刻发布新产品了城市猎人拍射击戏李民浩变帅气射手组图。新产品发布会,是H日常工作的内容之一,如果换作其他鸟公司,H必然会转身睡去,但这次是God damn的水果公司的God damn的新品发布会啊,H不得不翘首以盼,只为了时间亲眼目睹那God damn的iPad。但作为职业码字工作者,H很清楚,此时此刻,整个地球的无数早该睡了的人依然都醒着,翘首以盼着同样的God damn的iPad。

当看到笑容可掬的乔大人捧出那个超大号的Touch并在一一演示那些“很炫很酷”的各种功能时候,H差点禁不住内牛满面:好大一个iPhone啊。可以使用AppStore的应用程序,可以游戏可以上可以看视频可以听音乐也可以看书,iPhone能干的,iPad都能干;但,iPad能干的,貌似 iPhone差不多都可以了。

看到这里,也许众多苹果贵族和成功人士已经开始嘲笑H不通风情不懂高雅的实用主义了,当然,除了iPad劲爆价格和超级省电的亮点之外,能扎瞎H狗眼的还是iPad里面那颗苹果设计生产的A4芯片。

发布会上乔大人称,“iPad是由俺们自己设计的芯片驱动的,俺们苹果公司有一个的芯片自主研发团队。iPad就是装备了俺们自主设计的A4芯片,这是至今为止俺们所用的端的芯片了,俺们的A4内部集成了CPU核心,GPU核心,I/O核心和内存控制器,所有这些功能都被集成在一块性能强劲的 A4芯片中。”看看,乔大人举手投足轻描淡写之间就将摩托罗拉、IBM、Intel全部鄙视了一下。

不过在H看来乔大人说的确实有些道理,A4芯片不仅仅是iPad核心处理器,发布会上乔大人对A4故作的语焉不详更平添一层神秘的光彩。A4真身还没见过,H只能听任乔大人先忽悠,同时也趁着电脑前看正看这篇文章的各位同学对苹果A4身世不甚明了的时候,H还是继续忽悠吧。

苹果A4耀眼之处

苹果推出iPad,这个产品本身的特色,貌似不多,倒是里面苹果自己的芯片A4很惹眼。10小时的电池时间,1GHz的主频,还有图形处理器和内存管理单元,H很负的认为,A4芯片很强悍。高性能,低功耗的芯片,是所有移动设备的关键,既要跑程序反应迅速,又要待机时间长。在先后使用过摩托罗拉、 IBM、Intel的处理器产品之后,苹果现在还是决定自己DIY了,这个举动背后有诸多含义。随着iPad的推出,今后也许将会看到更多使用苹果处理器的产品,这将是一个新苹果时代的开始,从此以后,苹果也能自称是半导体厂商了。

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如乔大人说的,A4由苹果从前收购的P.A. Semi设计,并由三星生产,据说其单位耗电功率、成本、体积等都是目前ARM处理器的效能。但在长达8分钟的官方iPad宣传视频中也仅仅给作为核心处理器部分的A4一共不到2秒的镜头,但黄金嘛,放到那都会发光的,尤其是遇上H这样的识货高人。上图IC标号上0940的编号在应该是理解为 2009年第40周的生产批次。差不多9月底10月初的时候,也就是说A4批量生产整整3个月后直至今天才有两秒的曝光机会,苹果的保密工作不可谓不周到。所以疑点重重。

推敲苹果A4架构之谜:ARM还是Power?

苹果公司在08年收购了芯片厂商P民国老长沙新春风俗初一一早鸣鞭炮开财门.A. Semi。从以往P.A. Semi的产品看,P.A. Semi在低功耗处理器上功力造诣已臻化境。在2007年2月P.A. Semi发布PA6T-1682M处理器时就获得了市场的赞誉,这款双核64位变种PowerPC在以2GHz的速度运行时仅仅消耗15W的功率。

P.A. Semi的创始人是当年DEC的Alpha 21064和StrongARM的设计师Daniel W. Dobberpuhl,就算在今天,也是相当强悍的两款芯片。公司里面有参与过Itanium,Opteron和UltraSPARC这三款强悍芯片的工程师,所以出来这么省电的高速处理器也不奇怪。

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从指令集看,P.A. Semi一直致力于设计基于Power架构的PWRficient,而且PWRficient是属于AIM(Apple,IBM,Motorola)联盟,苹果在里面也有自己的份额。所以当听到有人说A4是ARM架构,H会表示谨慎的怀疑,因为P.A. Semi团队能在短短一年多点的时间里为苹果重新设计出一款和他们以前PowerPC完全不一样架构的ARM CPU并封装在A4 SOC中,并且让乔布斯用在iPad里面,这神一样的效率真的是奇迹出现了。

即使苹果拥有ARM架构的使用许可,A4仍然很有可能是PWRficient架构。根据wikipedia的数据,PWRficient是基于PA6T的64位架构,2GHz单核心CPU的功耗是 7W,那么1GHz的A4如果真的是PWRficient,里面的CPU估计只要3.5~4W的功耗,加上图形,内存还有其他外设的控制器,A4 SOC的功耗瓦数应该能控制在个位数上下。

当然,大部分人还是认为iPad A4是使用和iPhone一样的ARM CPU架构,逻辑的猜测A4是整合三星Cortex-A9(1.0GHz)的SOC。原因在于iPhone 3GS就是使用Cortex-A8(0.6GHz)处理器,除了频率差异外没有架构变化,所以iPhoneOS系统以及应用都能直接移植。如果是CPU体系架构换了,原有的AppStore上的程序要不经过重新编译就直接在新架构上运行,方法有两种,一是新架构支持ARM指令集,方法儿是用新架构指令集模拟ARM指令集,看上去这两种方法都不太可能,前者同时支持两套指令看上去很浪费,后者使用模拟在执行效率上也会有问题。

iPhone的开发语言是Object C,也是一种c#语言,所以和底层的CPU指令集关系还是很密切的,换了CPU体积架构至少需要重新编译,另外在移植过程中还会有很多问题。这一点上 Android的开发语言Java相对要好很多,Java不会太依赖处理器架构,换了CPU也基本不影响,。

究竟A4是 ARM还是Power呢,这个目前还没有定论,God damn的水果公司透露的信息太少,在God damn的水果公司出来证实或者出来否认之前,God damn的H暂且纯粹推敲YY娱乐一下,至于谁对谁错,相信答案很快会揭晓的。

推敲图形技术来源:PowerVR SGX?

图形核心与视频解码技术的来源应该就比较的清晰了,苹果之前的产品如3GS、Touch中使用PowerVR技术的不在少数。在WWDC苹果开发者大会上有苹果技术人员证实,iPhone 3GS的图形核心确实为PowerVR SGX 535。

PowerVR技术公司Imagination Technologies在08年某时间某公开场合半招摇半遮掩的说和某“国际电子系统公司”签订相关技术授权的事来刺激一下股价的心跳。当时引发各方猜测该公司就是苹果。随后08年年底时Imagination Technologies更是肆无忌惮大大方方地在官方站上公开苹果以480万美元购入该公司股票,并正式宣布苹果获得PowerVR技术授权;虽然这项消息仅在站上曝光数小时后就消失了,但事件足够清晰证据也够分量去证明苹果产品中的图形与视频解码技术源自PowerVR。

根据WIKI百科信息,PowerVR SGX系列现有8种型号,分别是:SGX520(三角形生成率7MPolys/s,像素填充率250Mpx/s),针对掌上移动设备市场。 SGX530(14MPolys/s)针对掌上移动设备市场。SGX535和SGX540(28MPolys/s)针对掌上设备、MID、UMPC、消费电子和车载设备。更高端还有SGX540(MPolys/s,1000Mpix/s),SGX545和SGX555。

PowerVR SGX545的性能参数比其他型号更为扎眼,如业界提供了对DirectX 10.1的支持,同时支持OpenGL ES 2.x、OpenGL 3.2甚至通用计算标准OpenCL 1.0。而在性能方面,PowerVR SGX545的多边形生成率从SGX535的每秒28MPolys提高到40MPolys/s,像素填充率达到1Gpixels/s,而这一数据仅仅是在 200MHz的频率下得出的。H很有理由相信A4的GPU核心会是SGX545或555,各位同学可以来赌一把看H猜测的对不对吧。

推敲A4身世之谜:贵族气息背后的技术气息

为了在A4上面打上苹果的标志,苹果公司可以说是处心积虑、卧薪尝胆,为的只是终有一日在芯片技术上一鸣惊人一飞冲天,这一日也是就2010年1月28日。

在这一天之前,并不会有太多的人将处理器芯片技术和苹果联系起来。A4的技术和人才储备早在10年前就开始了,其中几个关键人物的几次关键事件足以证明苹果推出自有的芯片技术的必然性,这些人物个个都可以在处理器领域呼风唤雨,说A4系出名门并不为过。

下面就简单盘点下苹果旗下的技术贵族们:

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事件一:1999年苹果收购3D图形芯片开发公司Raycer Graphics。高级技术主管Bob Mansfield随之加盟苹果,Bob掌管苹果硬件部门,时至今日已经贵为Mac硬件工程高级副总裁,在乔大人身体有贵恙,有时候说退休有时候说逝世,谣言满天飞的那段时间里,所有人都在猜测谁会结果乔大人的棒,曾有华尔街分析师指出,Bob在苹果的发言权地位可入前五。

事件二:2008年苹果挖角IBM电子工程专家Mark Papermaster。Mark的技术背景可以从IBM一份委员会成员名单上透露一二,在该名单上IBM描述Mark Papermaster为“IBM 公司在Power处理器架构和技术方面的首席专家”。为了阻止Mark Papermaster跳槽苹果,甚至不息发起竞业禁止协议的法律诉讼。尽管苹果方面一再表示Mark加盟苹果后工作内容与芯片技术无关,掌管的是 iPod之父Tony离职之后的空缺掌门的便携设备部门。但谁会相信呢?IBM不信,估计苹果自己都不信。

诉讼事件在纠结将近半年之后双方和解结局,Mark Papermaster也顺利加入苹果。虽然竞业禁止依然有约束力,但约束时间也就一年而已,也就是说到了09年10月后,只要不涉及IBM技术机密,IBM不能已经再干预Mark Papermaster在苹果的芯片技术业务。09年10月,这个时间,H在上面已经提到过了,首批A4芯片就在那时候量产。

事件三:同样是2008 年,苹果收购半导体开发企业P.A. Semi,通过对P.A. Semi的收购,苹果成功地罗了P.A. Semi属下的一大批元老级芯片设计师,随后又招聘了更多的半导体芯片工程师,迅速将苹果的芯片开发设计团队规模扩展到150人以上。

P.A. Semi的首席设计师兼创始人Daniel W. Dobberpuhl曾是当年DEC公司的Alpha 21064和StrongARM芯片的总设计师。就算在今天,在为数众多的嵌入设备和络控制器中都依然能找到这些强悍芯片的位置。在2007年2月 P.A. Semi发布PA6T-1682M处理器时就获得了市场的赞誉,这款双核64位变种PowerPC在以2GHz的速度运行时仅仅消耗15W的功率。

另外P.A. Semi全明星阵容的芯片工程师团队里有参与过Intel Itanium,AMD Opteron和Sun UltraSPARC这三款强悍芯片的工程师。对苹果来说,收购 P.A. Semi使苹果拥有资产,现在苹果的芯片开发技术实力已经上升到可以与众多半导斯诺克大师赛首日希金斯62胜宾汉姆将对塞尔比体大厂平起平坐的高度了。

以上的几位富有传奇色彩的技术贵族共同打造的传奇色彩苹果芯片A4。

来源:太平洋电脑

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