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拆解苹果“iPad 2”

2011-05-11
作者:技术在线

      美國蘋果公司為2011年3月在美國等地上市的平板終端“iPad2”配備了名為“A5”的SoC(系統芯片,systemonachip)?!度战涬娮印酚稍谕獠考夹g人員協助下對A5的拆解,得知了其裸片面積擴大至上代“A4”的約2.3倍,而且CPU部分的設計也有所改變。
  
  拆除A5的封裝后,尺寸12.1mm×10.1mm(實測值。以下同)的裸片呈現在眼前。面積約為122.2mm2,“作為移動設備用SoC,尺寸屬相當大的類別”(某半導體技術人員)。第一代“iPad”配備的A4的面積約為53.2mm2,A5增至其2.3倍左右(圖1)。在裸片四角形成的用來識別制造廠商和制造工藝技術的圖案形狀與A4相同。也就是說,A4與A5均是采用韓國三星電子的45nm工藝技術制造的。iPad2上市前雖曾有部分報道稱,“蘋果公司已將A5的生產委托給臺灣臺積電(TSMC)”,但至少《日經電子》拆解的A5不是臺積電生產的。
  
  CPU與GPU均為雙核
  
  因A5與A4的制造工藝為同一代,所以A5的電路規模是A4的2倍以上。其理由之一是,CPU與GPU均為“雙核”。“從CPU及GPU電路所占的面積等來看,估計CPU為英國ARM公司的雙核版‘Cortex-A9’,GPU為英國ImaginationTechnologies的雙核版‘POWERVRSGX543’(MP2)”(前述技術人員)。并且CPU及GPU的電路部分呈左右對稱形狀,也支持了其為雙核構造的推測。
  
  iPad2配備的A5裸片與iPad的A4裸片的比較。A5裸片面積增大至約2.3倍。A5的CPU與GPU均改成了雙核構造。圖中的尺寸為實測值,電路塊的用途系《日經電子》推測。
  
  存儲器接口電路的面積也稍有增大?;蛟S是支持了LPDDR2接口的緣故。A5的封裝形式與A4相同。具體為采用了DRAM封裝與A5封裝相重疊的所謂PoP(packageonpackage)構造。此次拆解的A5用DRAM封裝中,層疊了2枚估計是三星生產的支持LPDDR2的2Gbit裸片。推算iPad2的DRAM容量為512MB。
  
  去掉了特殊電路的CPU
  
  仔細比較A5與A4裸片,就會發現CPU部分設計方法的變化。“A4的CPU邏輯電路部分有多塊,而A5的CPU卻未見。A5的CPU似都是由標準單元構成的”(上述技術人員)。
  
  這或許意味著蘋果公司對三星的依賴因素減少了一個。一般認為,三星通過在Cortex-A8內核中采用美國Intrinsity公司(后來被蘋果收購)的動態電路技術,在A4上實現了1GHz的運行頻率。而A5沒有這種痕跡,可認為CPU的邏輯電路部分全部改成了以工具的邏輯合成為前提的設計。“特殊電路大多與制造技術密切相關。以使用工具的邏輯合成為前提的設計,只用標準單元即可構成邏輯電路,因此可輕松更換制造工藝技術或制造商”(前述技術人員)。
  
  A5與A4的CPU部分比較。A4的CPU中含有認為是采用了原Intrinsity的動態電路技術的特殊電路,而A5的CPU則由標準單元構成。
  
  目前還不清楚A5是否會直接采用于新一代“iPhone”。“智能手機的應用處理器幾乎沒有采用100mm2以上裸片的先例。如果蘋果公司打算將A5配備于iPhone的話,為了降低成本和功耗,應該會改成更小的裸片”(上述技術人員)。目前,三星尚未宣布供貨采用32nm及28nm工藝的邏輯LSI量產品。估計可能會另外開發電路規模比A5小的SoC,或者采取其他方法推進A5的微細化。
  
  蘋果公司2011年4月15日以三星的智能手機及平板終端侵害其專利權為由,向美國加利福尼亞州北部地區聯邦地方法院提起了訴訟。蘋果已委托臺積電制造A5的消息在業界內傳得像真的一樣,再加上A5裸片的大面積、A5的CPU設計方法的變化以及蘋果與三星的專利糾紛等等。這一系列事件的同時發生意味著什么呢?估計此前蘋果與三星的關系一定是發生了社么變化。
 

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