世界因?yàn)橛辛薃pple新產(chǎn)品iPad而變得更迷人？EETimes的姐妹研究機(jī)構(gòu)UBM TechInsights除了拆解iPad，也針對(duì)其內(nèi)部由Apple自行開(kāi)發(fā)的A4處理器進(jìn)行深入探究；以下分析師Young Choi將帶領(lǐng)讀者解剖A4奧秘。

　　在看A4之前，先回顧一下Apple的應(yīng)用處理器開(kāi)發(fā)史：從2007年的第一代iPhone開(kāi) 始，Apple每年都推出兩款新的移動(dòng)產(chǎn)品，而且是iPhone與iPod Touch系列交替上市，依序是iPhone、第一代iPod Touch、iPhone 3G、第二代iPod Touch、iPhone 3GS、第三代iPod Touch，然后就是iPad。這些產(chǎn)品內(nèi)部的應(yīng)用處理器如下表：

　　根據(jù)UBM TechInsights針對(duì)這些應(yīng)用處理器所做的芯片分析，Apple會(huì)在iPhone系列之前先在iPod Touch系列產(chǎn)品（沒(méi)有蜂窩無(wú)線通信功能）采用新技術(shù)。iPhone與iPhone 3G的應(yīng)用處理器都是使用Samsung的90納米嵌入式DRAM工藝，而第二代iPod Touch的應(yīng)用處理器是首度采用65納米工藝，然后iPhone 3GS才使用相同的工藝技術(shù)；接下來(lái)第三代iPod Touch也是率先采用45納米應(yīng)用處理器，并不是iPad。

　　檢 視Apple的每款行動(dòng)產(chǎn)品，可以很快發(fā)現(xiàn)A4處理器所采用的工藝節(jié)點(diǎn)與晶圓代工廠，都是前幾代應(yīng)用處理器的智能累積。雖然工藝節(jié)點(diǎn)技術(shù)分析并不難，但要 確認(rèn)芯片的晶圓代工廠或是制造來(lái)源向來(lái)頗具挑戰(zhàn)性；持續(xù)關(guān)注各主要晶圓代工廠的工藝節(jié)點(diǎn)發(fā)展，會(huì)是這方面的一個(gè)成功關(guān)鍵。

　　UBM TechInsights所采用的方法是將A4的晶粒邊角封條（die edge seals）、保護(hù)層（passivation）與介電材料，與各制造商的已知識(shí)別記號(hào)相互比對(duì)，發(fā)現(xiàn)第三代iPod Touch與iPad的這款45納米處理器有許多一致之處，因此確信A4應(yīng)該也是由三星代工。而在確知晶圓代工廠以及節(jié)點(diǎn)技術(shù)后，接下來(lái)就可進(jìn)一步分析工 藝特性（process characteristics）、組件庫(kù)（cell libraries）等，決定一顆處理器在設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性上對(duì)性能與功耗有所貢獻(xiàn)的關(guān)鍵。

　　iPad配備了一組25瓦特小時(shí) （Watt-hour）的電池，號(hào)稱續(xù)航力可超過(guò)10小時(shí)；這是一個(gè)在產(chǎn)品差異化方面很重要的條件，也值得著手進(jìn)一步調(diào)查，尤其是A4處理器的功耗值。 Apple所收購(gòu)的Intrinsity與PA Semi兩家IC設(shè)計(jì)公司，都具備改善處理器性能與功耗的潛力。

　　通過(guò)執(zhí)行功能測(cè)試以及功耗量測(cè)，UBM TechInsights獲得更多有關(guān)iPad功耗特性的信息（參考下表）；根據(jù)完整的產(chǎn)品拆解分析，單看面板的亮度設(shè)定，iPad的LCD模塊大約消耗 1W~3.5W；在使用網(wǎng)絡(luò)瀏覽功能（也是iPad的典型應(yīng)用之一）、并將屏幕亮度設(shè)定為中等時(shí)，耗電量稍稍超過(guò)2W。

　　綜合各項(xiàng)結(jié)果并交叉參考數(shù)字，估計(jì)iPad的主板耗電量約為1W，其中有50%~80%的耗電是來(lái)自A4處理器，因此推估在iPad透過(guò)Wi-Fi無(wú)線鏈接執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)瀏覽功能時(shí)，該處理器的耗電量約在500mW~800mW之間。

　　至于執(zhí)行音樂(lè)或視訊播放功能時(shí)，iPad的耗電量約為1.5W~1.7W （此時(shí)LCD屏幕的亮度調(diào)為最低）；在將LCD的耗電排除之后，iPad主板功耗約為450mW~650mW，此時(shí)同樣估計(jì)處理器耗電量占據(jù)50%~80%比例，推估約為250mW~520mW。

　　由以上數(shù)據(jù)整體看來(lái)，A4是一款省電的處理器，與所發(fā)表的規(guī)格相當(dāng)；采用ARM核心、以先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)生產(chǎn)，并在特定關(guān)鍵路徑的優(yōu)化上加入一些創(chuàng)新，Apple可說(shuō)是以這樣的組件推出量產(chǎn)設(shè)備的市場(chǎng)第一家廠商。

　　要確認(rèn)A4的特性是否與傳言中的創(chuàng)新手法一致，接下來(lái)UBM TechInsights所做的是進(jìn)行細(xì)芯片以及韌體的分析，來(lái)看看是否有任何專利技術(shù)進(jìn)展被放在芯片中。該機(jī)構(gòu)所使用的方法，包括深入到芯片基板層級(jí)的功能性布線分析（functional layout analysis），也讓該處理器的各個(gè)功能區(qū)塊曝光；此外還執(zhí)行了一些特定的基準(zhǔn)檢驗(yàn)（benchmarking tests）。

　　在功能性布線分析方面，確認(rèn)了不同的內(nèi)存與邏輯功能區(qū)塊，也識(shí)別出內(nèi)存核心；透過(guò)不同的基準(zhǔn)檢驗(yàn)，UBM TechInsights得出了許多有關(guān)A4處理器的細(xì)節(jié)，如下表：

　　根據(jù)ARM所提供的信息，采用Cortex-A8核心、65納米工藝技術(shù)，可達(dá)到1GHz運(yùn)作的性能；A4是一款45納米節(jié)點(diǎn)組件，因此該處理器在性能與功耗之間顯然達(dá)到了優(yōu)化的平衡。另外也確認(rèn)A4處理器支持ARM的Neon多媒體指令集延伸。

　　到 目前為止，UBM TechInsights確認(rèn)了透過(guò)先進(jìn)的核心技術(shù)、微縮的工藝節(jié)點(diǎn)，帶來(lái)可預(yù)見(jiàn)的處理性能提升，以及在速度與功耗之間取得謹(jǐn)慎的結(jié)構(gòu)性平衡；但也發(fā) 現(xiàn)，CPU功耗的進(jìn)一步降低，所帶來(lái)的影響力其實(shí)稍嫌有限。因?yàn)榉治鲋赋觯琇CD背光仍是iPad耗電量最大的部份，因此唯有等到顯示器技術(shù)能在功耗上有 大幅度的進(jìn)展，消費(fèi)者才能確實(shí)感受到電池續(xù)航力的顯著改善。