[轉載]最強移動SoC CPU：蘋果A9X處理器詳解

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在本月初剛上市的iPad Pro上，蘋果給這款設備配備了A9X晶片，那麼在這款晶片上又隱藏了哪些蘋果的“秘密”，通過它我們能否發現蘋果在晶片研發方面的最新進展呢？

認識A9X晶片
每年Chipworks都會拆解蘋果公司 iPhone 和iPad中應用處理器以一探究竟。此前iPhone 6s和iPhone 6s Plus上市之後，正是Chipworks的拆解讓我們知道，蘋果公司今年在這兩款設備上使用使用了三星和台積電生產的晶片，這個發現讓很多人倍感意外，隨後也出現了許多風波。

Chipworks還公開了台積電和三星所生產的A9晶片的尺寸，讓我們瞭解到在電晶體密度方面台積電和三星的16納米和14納米晶片生產技術有什麼區別。

而本月初蘋果公司的iPad Pro已經上市，該設備運行的是比A9晶片還要強的A9X晶片。根據此前最早寫出iPhone 6s晶片版本識別工具的開發者對iOS 9.1固件的分析，iPad Pro則只有一種晶片型號s8001（j98aap），CPID為32769，也就是說蘋果只選擇了一家代工廠來生產A9X晶片，而且極有可能是三星。之前iPad Air 2(A8X)的CPU頻率為1.5GHz，iPhone 6s (A9)為1.85GHz，對比之下，A9X的頻率相比A9提升了22%，而比A8X高51%，蘋果表示它能夠秒掉目前市場上80%的便攜PC設備。



Chipworks的Dick James表示A9X晶片中一個有12個GPU，兩個CPU核心，但是和A9晶片不一樣，它沒有第三級高速緩衝記憶體。在上圖中，藍色方框內分別有2個GPU，總共就有12個，綠色方框的即為CPU核心。

此前在A9X的初步評測中，Anatech就指出A9X全面轉換到了FinFET工藝制程，給予了更多可挖掘的潛力。他們認為“晶片門”之後蘋果沒有理由這麼做了，要麼選擇三星，要麼選擇台積電，而開發者的分析也已經證實了這個猜測。或許是因為FinFET工藝太新，產量不會很大，又很難確定可靠性如何，所以在晶片尺寸減小但又要保證突破性的性能情況下，蘋果也意識到了A9X增加第三個核心並非易事。

值得指出的是，蘋果GPU IP供應商Imagination Technologies列出的Series 7XT圖形IP變體僅有2個、4個、6個、8個和16個著色集群，而12個著色進群則是蘋果公司對Series 7XT進行半定制的出來的結果，這就和去年在A8X晶片上蘋果公司對Series 6XT圖形IP所做的半定制是一樣的。

A9X晶片有多大
根據Chipworks公佈的資料，A9X晶片的總面積大約為147平方毫米，而三星生產，製造工藝為14nm FinFET的A9晶片的總面積為96平方毫米；台積電生產的，工藝為16nm FinFET的A9晶片總面積為104.5平方毫米。A9X比台積電生產的A9晶片的總面積相比大了40%。顯然A9X晶片總面積增加了不少，這也就意味著該晶片的生產難度更高，特別是在使用相對比較新的生產技術的情況，挑戰會更高。

至於上一代，iPhone 6的A8採用POP封裝，帶有1GB記憶體，核心面積為89.25平方毫米，得益於台積電20nm HKMG工藝A8相比A7的  102平方毫米小13%。

關於沒有第三級緩存
在上文我們已經指出在A9X晶片中，蘋果並沒有和A9晶片一樣採用8MB片上緩存記憶體設計，為什麼會有這個結論呢？

A9X晶片的記憶體介面寬度是A9晶片的兩倍，這樣晶片將資料傳送到記憶體或者資料從記憶體中傳輸出來的速度就是A9的兩倍。之所有能夠有這樣的速度是因為A9X它支持的是iPad Pro這樣相對比較大的設備，與A9晶片相比它能夠獲得更多熱空間（因為iPad Pro更大它可以使用更為耗電的晶片），而且它可以做得比手機晶片大，佔用更多空間（在iPhone 6s和iPhone 6s Plus中，記憶體是在A9晶片上，而iPad Pro的記憶體在是在邏輯板上）。

最後，A9X本身就是一款相對比較大的晶片，這也就意味著它的生產難度高於A9晶片。和已經增加的晶片製造成本相比，增加第三級快取記憶體記憶體帶來的性能提升並不大，不值得蘋果為此進一步提高成本。



A9X是一次技術成就
A9X可以說是目前市場上最先進的移動片上晶片系統。它擁有一流的CPU和圖形性能，採用最先進的生產技術，是一款面積非常大的晶片，所以在各種測試中，它才能夠脫穎而出。

此前跑分網站GeekBench公佈的iPad Pro跑分成績來看，A9X單線程跑分達到了3242分，多線程也達到了5521分。而最新的驍龍820晶片，其在最近的一次跑分中，單線程得分2032，多線程得分為5910。能夠在2015年就開發出A9X這樣的晶片，相信蘋果公司的工程團隊也非常自豪。

A9和A9X晶片對於蘋果來說是巨大的成功，它們的重要性不僅影響到蘋果的盈虧。所有人都認為從零開始，用5年時間來開發一流的晶片是無稽之談，所以沒有人想過要嘗試。但是隨著iPhone和iPad的性能優勢不斷擴大，一些口袋裏有錢的廠商可能也蠢蠢欲動，開始思考他們能不能也自己設計晶片。不知道在未來幾年蘋果公司的晶片團隊還會給我們帶來怎樣的驚喜，相信用戶們應該也會非常期待蘋果A系列晶片未來的發展。