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就《日經(jīng)電子》拆解的美國(guó)蘋(píng)果的“iPhone 5s”和“iPhone 5c”的部件，我們以不同于“iPhone 5”的部分為主要對(duì)象，在外部技術(shù)人員的協(xié)助下作了分析。

首先來(lái)看iPhone 5s配備的新開(kāi)發(fā)的應(yīng)用處理器“A7”。在處理器封裝上層積DRAM封裝的構(gòu)造與以往的iPhone用處理器相同，但內(nèi)部卻較iPhone 5的“A6”有了很大變化。DRAM封裝中有兩枚印有爾必達(dá)存儲(chǔ)器字樣，估計(jì)為4Gbit的芯片。iPhone 5s沿襲了iPhone 5的1GB內(nèi)存容量。

打開(kāi)A7的封裝，內(nèi)部有印著“APL0698”字樣的10.47mm×9.83mm芯片。用金屬顯微鏡觀察形成該芯片上的元件構(gòu)造，協(xié)助分析的技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)，其構(gòu)造“與韓國(guó)三星電子的28nm工藝應(yīng)用處理器‘Exynos 5410’的元件一致”。因此可以推測(cè)這是三星采用28nm工藝技術(shù)制造的產(chǎn)品。

A6由三星采用32nm工藝技術(shù)制造。此次的A7雖然工藝微細(xì)化了0.5代，但芯片面積卻擴(kuò)大了約6.4％（圖1）。并且，剝離布線層觀察時(shí)發(fā)現(xiàn)，A6上電路塊之間比較明顯的間隔，到A7時(shí)縮小了。協(xié)助分析的技術(shù)人員推測(cè)，“實(shí)際電路規(guī)模應(yīng)該擴(kuò)大了數(shù)十個(gè)百分點(diǎn)”。

圖1：電路規(guī)模增大的“A7” iPhone 5s配備的A7處理器的電路規(guī)模比上一代A6大。A6是采用32nm工藝技術(shù)制造的約96.7mm2的芯片，而A7雖然工藝微細(xì)化至28nm，但芯片尺寸擴(kuò)大至約102.9mm2。

采用綜合設(shè)計(jì)的CPU

我們認(rèn)為電路規(guī)模擴(kuò)大的主要理由有以下兩點(diǎn)：（1）CPU部的面積增大、（2）新配備了大型SRAM塊。

蘋(píng)果曾就A7介紹說(shuō)，“在智能手機(jī)上首次配備了64bit CPU”。A7的CPU估計(jì)是支持英國(guó)ARM的新指令集架構(gòu)“ARMv8”的自主安裝品。與A6的CPU一樣采用雙核構(gòu)成，面積比A6大12.8％左右，可認(rèn)為是為了支持64bit運(yùn)行模式。

CPU部的外觀也有很大變化。在A6上，蘋(píng)果公司采用了根據(jù)CPU的數(shù)據(jù)路徑手工配置功能要素的設(shè)計(jì)方法。而A7的CPU外觀與無(wú)法識(shí)別功能要素的“A5”之前的CPU部相似。估計(jì)棄用了手工作業(yè)的設(shè)計(jì)，恢復(fù)了利用EDA工具合成的設(shè)計(jì)（綜合設(shè)計(jì)）（圖2）。

圖2：CPU部的設(shè)計(jì)恢復(fù)以前的方法 iPhone 5配備的A6，CPU部可以看到基于數(shù)據(jù)路徑手工設(shè)計(jì)的痕跡，而此次A7的CPU部恢復(fù)了以工具合成為前提的設(shè)計(jì)。隨著64bit化，估計(jì)此次電路規(guī)模是蘋(píng)果公司設(shè)計(jì)的CPU中最大的。

手工作業(yè)的設(shè)計(jì)只要有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員花一些時(shí)間，就能最大限度削減面積以及提高工作頻率。而綜合設(shè)計(jì)易于削減工時(shí)。協(xié)助分析的技術(shù)人員認(rèn)為，蘋(píng)果公司恢復(fù)原來(lái)的設(shè)計(jì)方法，“估計(jì)優(yōu)先考慮了對(duì)64bit的支持等邏輯構(gòu)造的刷新”。

值得關(guān)注的是蘋(píng)果在新一代產(chǎn)品上的動(dòng)向。綜合設(shè)計(jì)有易于換用不同半導(dǎo)體制造技術(shù)的一面。那么新一代處理器的CPU部是恢復(fù)A6那樣的手工作業(yè)設(shè)計(jì)來(lái)優(yōu)化，還是會(huì)繼續(xù)采用綜合設(shè)計(jì)方法？從其選擇可窺蘋(píng)果公司的處理器設(shè)計(jì)及制造戰(zhàn)略。

集成大型SRAM塊

GPU部似配備了英國(guó)Imagination Technologies公司的第6代四核GPU。其旁邊是在A6處理器之前沒(méi)見(jiàn)過(guò)的大型SRAM塊。協(xié)助分析的技術(shù)人員指出：“與CPU部的緩存相比，優(yōu)先擴(kuò)大了容量，而非縮短延遲時(shí)間。”

估計(jì)該SRAM塊是GPU專(zhuān)用緩存或者CPU與GPU共用的緩存（CPU的三級(jí)緩存）。蘋(píng)果公司在A7上除了采用64bit CPU并更新GPU外，似還通過(guò)改良內(nèi)存架構(gòu)而提高了處理性能。