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Apple A9

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苹果A9
Apple A9 APL0898.jpg
苹果A9芯片
產品化 從 2015年9月9日 至 当前
設計團隊 Apple Inc.
生产商
微架構 Twister[1][2]
指令集架構 ARMv8-A(A64/A32/T32)
制作工艺/製程 14nm 至 16nm
產品編碼 APL0898,[3] APL1022[4]
核心数量 2[5]
一級快取 每个核心各有64 KB指令缓存和64 KB数据缓存
二級快取 共享3 MB[5]
三級快取 共享4 MB[6]
CPU主频范围 1.85 GHz[7][8] 
應用平台 移动系统芯片
上代產品 苹果A8
繼任產品 Apple A10 Fusion
相關產品 Apple A9X

苹果A9是一款由苹果公司设计的系统芯片(SoC)。它内含了基于苹果自主微架构(区别于ARM发布的公版微架构)的中央处理器核心,擁有64位元ARMv8-A指令集架构。这款芯片于2015年9月9日发布,首先被搭载于iPhone 6S和iPhone 6S Plus智能手机中。[9]苹果公司宣称该芯片较前一代苹果A8中央处理器性能提高了70%,而图形性能提高了90%。[9]

设计[编辑]

A9芯片是一款双核64位处理器,系统主频为1.85 GHz,兼容ARMv8A指令集架构,[7][5]苹果给这个自主研发的微架构的代号命名为“Twister”。[2]iPhone 6S搭载的A9芯片内有2 GB的LPDDR4内存。[3][5]高速缓存方面,A9芯片的两个处理器核心各自拥有64 KB的一级指令缓存和64 KB的一级数据缓存,而3 MB二级缓存、4 MB的三级缓存则由两个核心以及系统芯片其他部分分享。[6]A9芯片的“Twister”微架构类似第二代“Cyclone”微架构(用于A8芯片)。它具有以下特性:16级指令流水线,指令发射宽度为6,加载指令延迟周期为4,分支预测失败代价周期为9,拥有4条整数流水线、4个算术逻辑单元、2个存取单元、2个分支单元等。A9芯片相较A8芯片性能的大幅提升主要是得益于其1.85 GHz的主频率、更好的存储子系统、更细致入微的微架构调校和更低的工艺节点。

该芯片还包含了一个新的图像处理器,能为照相机提供更佳的降噪、调焦性能。[10]A9芯片内部还直接集成了一个M9运动协处理器,这个协处理器主要负责采样和处理加速度传感器、陀螺仪、指南针、压力传感器等的数据,同时还负责识别Siri语音命令。[10]

晶圆代工[编辑]

苹果公司是一家无厂半导体公司,只负责芯片设计芯片制造需要晶圆代工厂家来完成。苹果公司采取了使用双供应商的策略,同样的芯片设计分别由三星电子台积电完成晶圆代工。三星生产的芯片代号为APL0898,使用14纳米FinFET工艺制造,面积为96平方毫米;而台积电生产的芯片代号为APL1022,使用了16纳米FinFET工艺制造,面积为104.5平方毫米。虽然略有区别,但是苹果宣称性能并无显著区别。[11]

2015年10月,互联网上有报道称,根据测试程序的结果,搭载三星代工芯片的iPhone续航能力较搭载台积电代工芯片的iPhone更低,这一报道引起了热议。[12]苹果公司认为,特定的实验室测试让设备长时间高负荷运行,其结果并不能表现真实的续航能力,因为这些程序让中央处理器长期处于高性能状态。他们还表示,内部的测试和消费者提供的数据表示不同的芯片造成的续航差异仅在2%到3%之间。[13][14]

除了拆解裝置以外,使用者可通過一些App確認裝置搭載的SoC之代工方。App Store一款名為CPU Identifier[15]的iOS App可以令用家查看手上的iPhone6s(Plus)搭載的SoC是三星代工版本還是台積電代工之版本,然而這個功能已於該app的最新版本中被移除。[16][17]不過,另一款Apple應用商店上的電池監控app BMSSM[18]則仍可顯示SoC代號,可根據代號辨識SoC的代工廠商。[19]

各界反應[编辑]

尽管有两种代工版本,芯片的外观并没有太大区别,僅僅在製程上不同。芯片的外层封装拥有相同的尺寸,而内部的芯片则根据其代工来源的不同而不同,面積略有差異。官方宣布正常使用下兩種版本並不會有差別,但導致的晶片門事件依舊給蘋果帶來了壓力——雖然兩種版本的跑分在誤差範圍內,但續航力的差異確讓使用者很在意。[20]

產品使用[编辑]

参考文献[编辑]

  1. ^ iPhone 6s and iPhone 6s Plus Preliminary Results. AnandTech. [January 16, 2016]. 
  2. ^ 2.0 2.1 The Apple iPhone 6s and iPhone 6s Plus Review. AnandTech. [January 16, 2016]. 
  3. ^ 3.0 3.1 iPhone 6s Teardown. iFixit. September 25, 2015 [September 26, 2015]. 
  4. ^ To our surprise, we have found two different A9 application processors!
  5. ^ 5.0 5.1 5.2 5.3 Inside the iPhone 6s. Chipworks. September 25, 2015 [September 26, 2015]. 
  6. ^ 6.0 6.1 Smith, Ryan. Correcting Apple's A9 SoC L3 Cache Size: A 4MB Victim Cache. AnandTech. November 30, 2015 [1 December 2015]. 
  7. ^ 7.0 7.1 iPhone 6s customer receives her device early, benchmarks show a marked increase in power. iDownloadBlog. September 21, 2015 [September 25, 2015]. 
  8. ^ Revealed: iPhone 6S uses 1.85GHz dual-core A9 chip. Trusted Reviews. September 18, 2015 [September 25, 2015]. 
  9. ^ 9.0 9.1 Apple Introduces iPhone 6s & iPhone 6s Plus (新闻稿). Apple. September 9, 2015 [September 9, 2015]. 
  10. ^ 10.0 10.1 iPhone 6s - Technology. Apple. September 8, 2015 [September 10, 2015]. 
  11. ^ Smith, Ryan. Apple’s A9 SoC Is Dual Sourced From Samsung & TSMC. AnandTech. September 28, 2015 [30 September 2015]. 
  12. ^ Cunningham, Andrew. Samsung vs. TSMC: Comparing the battery life of two Apple A9s. Ars Technica (Condé Nast). 12 October 2015 [13 October 2015]. 
  13. ^ Analyzing Apple's Statement on TSMC and Samsung A9 SoCs. Anandtech. [11 October 2015]. 
  14. ^ Barrett, Brian. It Doesn't Matter Which A9 Chip Your iPhone Has. Get Over It.. Wired. [11 October 2015]. 
  15. ^ CPU Identifier:在App Store 上的App - iTunes - Apple. 
  16. ^ iPhone 6s 開箱後第一件事:怎麼測出你的6s用的是哪款A9處理器?. techbang.com. 
  17. ^ 你的 iPhone 6S 用哪個處理器?用這 App 鑑定你那台抽中Samsung 或 TSMC 吧!. [2017-03-30]. 
  18. ^ Battery Memory System Status Monitor on the App Store. 
  19. ^ 舊方法太麻煩!新方法鑑定 iPhone 6S 處理器是 Samsung 或 TSMC. 
  20. ^ iPhone 6S 處理器有兩種: Samsung 和 TSMC 兩款 A9 處理器效能、電量竟然差很遠!.