苹果A5处理器[编辑]

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1 产品编号

A5处理器编号：APL0498E01

至于生产工艺，大致推测A5处理器所用的为45nm制程，A4处理器编号为：APL0398B01，而A5处理器编号为：APL0498E01。UBMTechInsights采用了光学放大与扫描电子显微镜结合的方法分析了两款处理器的异同之处，涉及的项目包括metal1互联层节距，逻辑/SRAM电路用晶体管结构，核心封装方式等等，并将A5的有关测试数据与三星其它45nm产品进行了对比。

2 A5的影响

iPad2性能的提升，受益最大的当然就是游戏。Apple的电脑产品每年都会进行硬件的升级，对于电脑而言同样也需要3D图形性能的提升。2010年在推出iPad后，EpicGames和idSoftware的2大FPS(FirstPersonShooter)游戏厂商均为其量身定制了FPS游戏，包括有EpicGames旗下ChairEntertainment推出的《InfinityBlade》以及idSoftware的《RAGEHD》。

我们不能说未来的游戏市场就会被苹果的iPad和iPhone所主宰，但是在掌上设备中，确实是从iOS平台上风靡起来的。在iPhone正式采用A4处理器之后，大量的游戏开始扎堆推出，而且画面也有了质的提升。相信在A5推出之后，更多更绚丽的游戏也会接踵而至的。

当然从目前来看，A5处理器的特点之一就是核心面积巨大，作为一颗移动产品的低功耗ARM芯片，它的122平方毫米的尺寸确实太大了，不利于功耗的降低和成本的控制；当然了成本对苹果而言不是问题。反观NVIDIA的Tegra2，芯片面积49平方毫米，CPU部分一样，解码能力等甚至比A5高；虽然A5的GPU理论性能比Tegra2高大约4倍，但是实际测试性能测试折算之后只高1.6倍。

不过毕竟苹果不是搞芯片设计的，A5的核心及GPU都是来自于ARM及ImaginationTechnology的授权，所以实际来说还是ImaginationTechnology太不给力了。但是苹果的优势就是优化能力，当年在三星的ARM11构架的400MHz还不是太成熟的芯片以及128MB内存的配合下iPhone1代都能取得如此的成就，苹果的软件优化实力的确让人钦佩。

3 与A4的区别

根据市场调研公司iSuppli于2011年3月13日发布的报道《iPad2CarriesBillofMaterialsof$326.60,IHSiSuppliTeardownAnalysisShows》一文，苹果A5芯片的成本相对于A4提升了约75%。如果核心面积提升2倍的话，那么这种程序的成本提升也是与猜测相对应的。因此A4升级至A5，核心尺寸的增加也是可以理解的。

不过iSuppli估计A5芯片的成本大约为14美元。因此虽然核心面积的增加(A453平方毫米、A5122平方毫米)，导致了成本的增加，但是其带来的影响并不大，其影响甚至还不如功耗变化的影响大。

Cortex-A9硬宏实现

另外根据IOSnoops的分析，苹果A4处理器的工作频率固定在1GHz，而A5处理器则可以随当前运行的应用程序而改变运行频率。UBMTechInsights表示，这显示A5处理器采用了比A4更优秀的电源管理电路设计，而这也是A5相对A4的重要区别之一。这个区别的另外一个佐证是iPad2上所使用了由DialogSemiconductor制造的电源管理IC芯片，这款芯片的型号也与A4所用的芯片有所区别。所以在性能大幅度的提升下，功耗得到了合理的控制。

进化的CPU架构效率大幅提高

除了核心数量曾加，A5Cortex-A9CPU架构也出现了变化。Cortex-A8采用的是双指令解码管线，程序指令采用的是In-Order执行（即顺序执行，只能按固定的优先级处理，处理速度较慢）。如果以IntelCPU对比，差不多相当于其Pentium时代产品。而Cortex-A9虽然同样采用的是双指令解码，但是其指令执行顺序为Out-of-Order（乱序执行，可以多任务并行执行，最大限度发挥处理器的效能，处理速度快），容许量方面相差25%。

Cortex-A9流程图

这个所带来的影响程序，可以通过Cortex-A9所占据的核心区域来了解。通过ARM公司在2010年的“CMPConference”所进行的演示，在使用台积电40nm工艺的双核心Cortex-A9的核心面积约在6.7平方毫米，其频率目标为2GHz，1.9W功耗，这里还包括了L1缓存和总线接口。

顺便介绍一下的是X86架构双指令Out-of-OrderBobcat核心基于40nm工艺时，单核心面积在5平方毫米以上，因此Cortex-A9双核要比双核的X86芯片面积小很多。

Cortex-A9新特性

因此可以估计如果采用三星45nm工艺的话，其面积会比台积电40nm要大。同时以1GHz频率为目标的A5Cortex-A9核心，为了保证10小时的续航时间，台积电已经拿出最好的电力控制方案了。而我们拿到的iPad2的核心处理器主频被锁定在了900MHz，可见在性能和功耗方面想两全还是太困难了。

GPU也来双核提升9倍无根据

iPad2上GPU核心数量也由以前的1个变成了2个。GPU核心架构为ImaginationTechnologies的PowerVRSGX543MP2,不过根据介绍其性能同样也提升了2倍以上。PowerVRSGX的晶体管数量提升是肯定的，因此其双核心华对于A5的核心面积以及功耗影响也是很大的。

采用的测试程序为Futuremark的TaiChi（太极），从测试的影片中，我们能明显看出左侧开发机的流畅度和光影效果要强于右侧的NexusS。未来索尼NGP将会采用PowerVRSGX543MP4+，图形处理能力比起展示的双核GPUSGX543MP2提升会更多。

PowerVRSGX架构并不是SIMD(SingleInstruction,MultipleData)架构，应该说其设计与NVIDIA架构设计很相似，与AMD的VLIW(VeryLongInstructionWord)架构设计存在差异。

Tegra2将作何回应

当前的PowerVRSGX架构单个核心最多可拥有16个scalar处理器。一般认为iPad的PowerVRCore最多核心数量同样为16个，由于iPad2核心数量成为了2个，因此处理器数量也提升至32个。这个构成其处理器数大大超过了Tegra2(G70架构1VertexShader+1PixelShader的构成)。

另外就是scalar处理器共计32个，这个数字与NVIDIAGF100系列Fermi建架构的单个SM(StreamingMultiprocessor)相等。当然实际的性能影响因素是多种多样的，比如说显存带宽啊，GPU主频等等。在iPad2发布的时候，乔布斯提到图形性能将提升9倍的言论，这个数字的来源根据仍然不清楚。

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