Pod kapotou iPhone 5: ne Cortex-A15, ale vlastní procesorové jádro

Společnost ARM nabízí dva typy licencí: klient si může „koupit“ a implementovat hotové jádro (například Cortex-A9), nebo si může licencovat architekturu (např. ARMv7) a vyvinout si jádro vlastní. Zmíněný Qualcomm využívá obou možností, Apple doposud používalo jen hotová jádra (a není tomu tak dávno, co vůbec svoje vlastní SoC nevyvíjelo), už delší dobu se však vědělo, že firma z Cupertina má zakoupenou licenci i na architekturu ARMv7. Tím pádem je jasné, co v Apple dělal Jim Keller, kdysi šéfinženýr AMD K8, kterého AMD letos přetáhlo zpátky.

Zbývá odpovědět na otázku: co Apple vedlo k vývoji vlastního jádra, v čem mu návrhy od ARMu nevyhovovaly? Jak vysvětluje Anand Lal Shimpi, Cortex-A9 ani Cortex-A15 nejspíše nesplňovaly požadavky na ten správný poměr výkonu a spotřeby (neboli výdrže na baterii).

Apple A5 (iPhone 4/4S) bylo původně vyráběno 45nm postupem a přechod na 32nm výrobu by Apple poskytlo dostatečnou frekvenční rezervu, aby mohlo dvojici jader Cortex-A9 vnutit dvojnásobný takt, totéž udělat v případě grafického jádra (PowerVR SGX543MP2) a poplácat se po zádech za dobře odvedenou práci. Přestože Cortex-A9 umí běhat na frekvencích okolo 1,5 GHz (a v Tegře 3 tak dokonce běhá), spotřeba se zvyšováním frekvence roste rychleji než lineárně a to nebyla cesta, kterou se inženýři Applu chtěli vydat. Novější Cortex-A15 na tom není o mnoho lépe: šušká se, že ARM toto jádro navrhl primárně s cílem prorazit do serverů a tradiční energetická úspornost šla trochu stranou.

Že Apple A6 nepoužívá jádra Cortex-A9, prozradila podpora floating point instrukcí VFP verze 4, díky nimž procesor odpovídá specifikaci architektury ARMv7s (Cortex-A9 je čisté ARMv7). Že se pod kapotou ukrývá vlastní návrh Applu a nikoliv Cortex-A15, musíme věřit nebo nevěřit Anandovým zdrojům. Však se pravda ukáže – jakmile někdo iPhone 5 podrobí testu za pomoci některé z benchmarkovacích utilit.

Apple je na detaily velice skoupé a neprozradilo ani tak základní informaci, jakou je počet procesorových jader, tudíž pouze předpokládáme, že zůstalo u dvou (v čipu by ale mohlo být ukryto ještě malé a vysoce úsporné jádro, které by obstarávalo nenáročné úlohy, zatímco by výkonná jádra byla vypnutá). Na odhady jsme odkázáni též v případě grafického akcelerátoru. Standa Janů s Lukášem Václavíkem se domnívají, že Apple zůstal věrný PowerVR a použil jeho SGX543 ve „čtyřjádrové“ variantě, slibovaný dvojnásobný výkon by tak byl zajištěn dvojnásobkem výpočetních jednotek oproti SGX543MP2 v Apple A5. Anand Lal Shimpi považuje za pravděpodobnější variantu SGX543MP3 a navýšení taktu o polovinu, jakožto kompromis mezi spotřebou a velikostí čipu.

Velikost je jedna z mála parametrů, které si Apple nenechal pro sebe. A6 je podle slov Phila Schillera o 22 % menší než A5. Za předpokladu, že se srovnání týká původní 45nm verze (122,2 mm²) a nikoliv die-shrinku na 32nm postup (69,6 mm²), což by nedávalo smysl, je tedy plocha Apple A6 kolem 95 mm². Mimochodem: zatím největším čipem z dílny Apple je A5X se 165 milimetry čtverečními. Takto velké rozměry jsou dány potřebou vysoké propustnosti pamětí kvůli displeji Retina, což A5X řeší šířkou paměťové sběrnice. Čip má čtyři 32bitové kanály pro LPDDR2, zatímco A5 a A6 pro iPhone si vystačí se dvěma kanály.

Zdroj: Anandtech