“ipad 2”配备的soc“a5”的外观
美国苹果公司为2011年3月在美国等地上市的平板终端“ipad 2”配备了名为“a5”的soc(系统芯片,system on a chip)。《日经电子》由在外部技术人员协助下对a5的拆解,得知了其裸片面积扩大至上代“a4”的约2.3倍,而且cpu部分的设计也有所改变。
拆除a5的封装后,尺寸12.1mm×10.1mm(实测值。以下同)的裸片呈现在眼前。面积约为122.2mm2,“作为移动设备用soc,尺寸属相当大的类别”(某半导体技术人员)。第一代“ipad”配备的a4的面积约为53.2mm2,a5增至其2.3倍左右(图1)。在裸片四角形成的用来识别制造厂商和制造工艺技术的图案形状与a4相同。也就是说,a4与a5均是采用韩国三星电子的45nm工艺技术制造的。ipad 2上市前虽曾有部分报道称,“苹果公司已将a5的生产委托给台湾台积电(tsmc)”,但至少《日经电子》拆解的a5不是台积电生产的。
cpu与gpu均为双核
因a5与a4的制造工艺为同一代,所以a5的电路规模是a4的2倍以上。其理由之一是,cpu与gpu均为“双核”。“从cpu及gpu电路所占的面积等来看,估计cpu为英国arm公司的双核版‘cortex-a9(报价 参数 评测 图库)’,gpu为英国imagination technologies的双核版‘powervr sgx543’(mp2)”(前述技术人员)。并且cpu及gpu的电路部分呈左右对称形状,也支持了其为双核构造的推测。
图1:面积增至2.3倍的“a5”
ipad 2配备的a5裸片与ipad的a4裸片的比较。a5裸片面积增大至约2.3倍。a5的cpu与gpu均改成了双核构造。图中的尺寸为实测值,电路块的用途系《日经电子》推测。
存储器接口电路的面积也稍有增大。或许是支持了lpddr2接口的缘故。a5的封装形式与a4相同。具体为采用了dram封装与a5封装相重叠的所谓pop(package on package)构造。此次拆解的a5用dram封装中,层叠了2枚估计是三星生产的支持lpddr2的2gbit裸片。推算ipad 2的dram容量为512mb。
去掉了特殊电路的cpu
仔细比较a5与a4裸片,就会发现cpu部分设计方法的变化。“a4的cpu逻辑电路部分有多块,而a5的cpu却未见。a5的cpu似都是由标准单元构成的”(上述技术人员)。
这或许意味着苹果公司对三星的依赖因素减少了一个。一般认为,三星通过在cortex-a8内核中采用美国intrinsity公司(后来被苹果收购)的动态电路技术,在a4上实现了1ghz的运行频率。而a5没有这种痕迹,可认为cpu的逻辑电路部分全部改成了以工具的逻辑合成为前提的设计(图2)。“特殊电路大多与制造技术密切相关。以使用工具的逻辑合成为前提的设计,只用标准单元即可构成逻辑电路,因此可轻松更换制造工艺技术或制造商”(前述技术人员)。
图2:cpu的内部构造发生变化
a5与a4的cpu部分比较。a4的cpu中含有认为是采用了原intrinsity的动态电路技术的特殊电路,而a5的cpu则由标准单元构成。
目前还不清楚a5是否会直接采用于新一代“iphone”。“智能手机的应用处理器几乎没有采用100mm2以上裸片的先例。如果苹果公司打算将a5配备于iphone的话,为了降低成本和功耗,应该会改成更小的裸片”(上述技术人员)。目前,三星尚未宣布供货采用32nm及28nm工艺的逻辑lsi量产品。估计可能会另外开发电路规模比a5小的soc,或者采取其他方法推进a5的微细化。
苹果公司2011年4月15日以三星的智能手机及平板终端侵害其专利权为由,向美国加利福尼亚州北部地区联邦地方法院提起了诉讼。苹果已委托台积电制造a5的消息在业界内传得像真的一样,再加上a5裸片的大面积、a5的cpu设计方法的变化以及苹果与三星的专利纠纷等等。这一系列事件的同时发生意味着什么呢?估计此前苹果与三星的关系一定是发生了社么变化。(本文来源:中关村在线网站 )