iPhone 5最厲害的地方是.....

「自己研發能夠左右產品附加價值的核心部分」—蘋果的這一思想還體現在了iPhone 5配備的新型應用處理器「A6」中。

「可能是想成為能以『電路專家』的身份向半導體廠商下訂單的客戶」—關於蘋果在2008年和2010年分別收購美國半導體設計企業P.A.semi以及Intrinsity的理由，《日經電子》曾做出這樣的推測。

但蘋果的目的遠不止如此。《日經電子》在各方人員的協助下詳細分析了A6處理器，發現了蘋果公司傾注巨大心血設計CPU內核的痕跡。可以說，蘋果如今已經成為一家真正的半導體設計企業。

製程從45nm改為32nm

A6與以往的iPhone處理器一樣，以應用處理器和DRAM兩個封裝重疊在一起的PoP（package on package）構造安裝在主板上。340個管腳的DRAM封裝中收納了2塊標有爾必達記憶體製造標記的4Gbit LPDDR2記憶體。主記憶體容量為1GB，比iPhone 4的「A4」和iPhone 4S的「A5」增加了一倍。 

A6的晶片封裝在採用6層佈線轉接板的1224管腳的封裝中。晶片面積約為96.7mm²（實測值，以下相同），比A5縮小了約21％（圖1）。從晶片四角的標記等來看，估計是三星電子採用32nm製程技術製造的。與採用三星45nm製程技術製造的A5相比，實現了微細化（注1）。

注1：蘋果公司並不是首次採用32nm製程技術。據《日經電子》調查，該公司從2012年春季就開始在「Apple TV」等產品上配備A5的32nm版。通過為此次的A6以及第四代iPad配備的「A6X」採用32nm製程技術，估計蘋果的處理器完成了從45nm製程向32nm製程的過渡。

仔細觀察從封裝中取出的A6晶片發現，A5和A6的CPU內核設計截然不同。A5的CPU內核中除SRAM塊以外看不到其他明確的形狀。而A6的CPU內核中可以看到排列有序的運算器（圖2），協助分析的人士表示「很顯然是根據數據匯流排手工設計的」。A5及以前的處理器都是以工具合成為前提設計的。

CPU部分的電路規模增大

下面就來看一下這款CPU內核的真面目吧。工作頻率和指令集可以通過基準測試工具「GeekBench 2」獲知。在iPhone 5上運行GeekBench 2後可知，A6集成了兩個支援ARMv7命令的最大約1.3GHz的CPU內核。上一代的A5集成了兩個最大800MHz（iPhone 4S，iPad 2為1GHz）的「Cortex-A9」內核。二級快取容量方面，A5和A6均為1MB，沒有變化。

比較A5和A6的晶片發現，CPU部分的電路規模擴大了。A5包括二級快取在內的CPU部分的面積部分，45nm版約18.2mm²，32nm版約10.4mm²。而A6擴大到了約15.9mm²。估計是為了提高最大工作頻率和單位頻率的性能，所以擴大了CPU內核本身的電路規模。

從以上分析中可以了解到，蘋果並沒有將ARM公司授權的內核直接安裝到產品中，而是在ARM公司的架構授權下自主開發了與ARM指令集相容的CPU內核。對於A6，蘋果介紹稱，「與A5相比擁有2倍的CPU性能和2倍的圖形性能」。估計是通過以1.3GHz驅動ARM公司新一代 「Cortex-A15」級內核的自主CPU，實現了以往2倍的性能（注2）。

注2：ARM公司的CPU內核每1MHz的性能如下：Cortex-A9為2.5 Dhrystone MIPS/MHz，Cortex-A15為3.5 Dhrystone MIPS/MHz。

毫不吝惜手工作業化帶來的負擔

某半導體技術人員指出，「A6採用的基於數據匯流排的手工設計與以工具合成為前提的設計相比，需要約10倍的工作量」。可能在蘋果看來，即使要承擔這麼大的負擔，但為了實現可提高產品魅力的低耗電和高性能，也必須親自進行CPU設計。蘋果公司還有一個優勢，那就是通過在iPhone、iPad和iPod touch等多款產品中採用相同的處理器，可以分擔自行設計增加的開發成本（表1）。

從A6晶片看來，蘋果有可能在CPU部分嵌入了自主機構。比如，有看起來像是雙核子CPU的電路。ARM公司發布了可以在電力效率高的「Cortex-A7」和峰值性能高的Cortex-A15之間切換使用的「big.LITTLE」技術。雖然構成不一定與該技術相同，但估計A6在低電力工作時的處理和即時性高的處理等是通過子CPU來執行的。（記者：佐伯 真也、竹居 智久，《日經電子》）