深度剖析:iPhone 6s 處理器、內(nèi)存與無線通信芯片
發(fā)布時(shí)間:2015-09-22 責(zé)任編輯:sherry
【導(dǎo)讀】Apple 在近期的新品發(fā)布會(huì)上發(fā)布了 iPhone、iPad Pro、Apple TV 與新一代 Apple Watch 操作系統(tǒng),可謂歷年來產(chǎn)品最豐富的一次,本文主要將對(duì)占蘋果營收 6 成以上之 iPhone 產(chǎn)品內(nèi)部核心主要芯片做些討論,包含處理器、內(nèi)存與無線通信芯片等。
本代 iPhone 延續(xù)過去傳統(tǒng)命名為iPhone 6s,在外型上維持與 iPhone 6 相同之 4.7 寸與 5.5 寸,分辨率也不變,故屏幕PPI也相同。iPhone 6s 最大的特色為增加了 3D Touch,此源自 Apple Watch 所使用的 Force Touch 功能經(jīng)持續(xù)改良,增加使用者體驗(yàn)(User Experience)效果,在外觀顏色方面,除了原本 iPhone 6 顏色外,另外增加了與過去傳聞相同的玫瑰金色。主要相機(jī)模塊分辨率也大幅增至主相機(jī) 1,200 萬像素,前置相機(jī)也同步增至 500 萬像素。而扮演 iPhone 內(nèi)部核心主要運(yùn)算功能的芯片部分,以下將討論與前一代 iPhone 6 最大差異。
A9 采用新晶體管架構(gòu)
iPhone 6s 內(nèi)新一代 A9 應(yīng)用處理器(Application Processor/AP)采用新晶體管架構(gòu)(New Transistor Architecture),由于 iPhone 6 內(nèi) A8 處理器為使用臺(tái)積電之 20 nm bulk 晶體管工藝,所謂新晶體管架構(gòu)很可能為鰭式晶體管(FinFET),可能代工廠商為臺(tái)積電之16 nm或是三星之 14 nm 工藝。隨著晶體管工藝持續(xù)微縮,閘級(jí)氧化層(Gate Oxide)厚度越來越薄,從閘級(jí)漏出的電流將越來越大,對(duì)于個(gè)人行動(dòng)裝置的待機(jī)(Standby)時(shí)間造成嚴(yán)重威脅,F(xiàn)inFET 利用多維(multi)或三維閘級(jí)去控制(Control)電流。Intel 在 2X nm 已開始使用 FinFET,目前已全面商業(yè)化至其微處理器產(chǎn)品中。臺(tái)積電與三星則在 1X nm 全面導(dǎo)入 FinFET。
A9 效能全面升級(jí)
Apple 表示 A9 的中央處理單元(Central Processing Unit/CPU)將較 A8 快 70%,由于 A9 應(yīng)該還是與 A8 采用相同 ARM v8 指令級(jí)架構(gòu),A9 很有可能使用與 iPad Air 2 的 A8X 相同的 3 核心。而 A9 之圖形處理單元(Graphic Processing Unit/GPU),根據(jù) Apple 宣稱效能將比 A8 增加 90%,故應(yīng)該可能也與 A8X 相同采用 8 核心客制化(Customization)之 PowerVR 架構(gòu),A9 此次主要特色為透過 FinFET 的導(dǎo)入降低面積與改善散熱,再加上電路優(yōu)化來達(dá)到全面效能升級(jí)的效果。
內(nèi)存加大、支持 4K 錄像
iPhone 6s 后制主鏡頭可支持 4K 錄像。4K 分辨率為 Full HD 的 4 倍(2×2),像素(Pixel)可達(dá) 800 萬。由于手機(jī)儲(chǔ)存容量不若大型錄像或是單眼器材,通常在錄像時(shí)會(huì)先經(jīng)過基本壓縮處理,如DCT等,再加上原本 AP 內(nèi)通常整合 CPU 與 GPU,手機(jī)內(nèi) DRAM 需要共享傳統(tǒng)主存儲(chǔ)器與 Frame Buffer,再加上操作系統(tǒng)傳統(tǒng)運(yùn)作需要,iPhone 6s 對(duì)整體手機(jī)易失存儲(chǔ)器需求大增,故 iPhone 6s 內(nèi)部 DRAM 使用量很可能從原本 iPhone 6 之1GB LPDDR3 增加至 2GB LPDDR4。
可能首次運(yùn)作在 iPhone 的 LPDDR4,估計(jì)速度為 3200 Mbps。LPDDR 與傳統(tǒng) DDR 最大差別為低功耗,由于功耗與電壓平方成正比,LPDDR4 使用 1.1 V 較 LPDDR2/LPDDR3(1.2V)為低,故可以提升 iPhone 6s 待機(jī)時(shí)間。LPDDR4 另外一個(gè)重要新改變?yōu)樵?Die 上使用雙通道(Dual Channel)。
傳統(tǒng)雙信道早期使用在系統(tǒng)上,由 DRAM 控制器掌控,LPDDR4 在 Die 上使用兩側(cè) Pad 運(yùn)用雙通道存取,將原本儲(chǔ)存數(shù)組(Array)至Pad之關(guān)鍵路徑(Critical Path)理論上縮短一半,可以提升 LPDDR4 的速度,并改善訊號(hào)完整性(Signal Integrity)。目前擁有 LPDDR4 產(chǎn)品的廠商中,最大單一 Die 容量為 8Gb,以 iPhone 6s 所使用 2GB 為例,由于其Form Factor 較 iPad Air 2 等平板計(jì)算機(jī)為小,推測(cè)應(yīng)該堆棧兩顆Die還是以傳統(tǒng) PoP(Package on Package)方式在封裝于 A9 處理器上,而非如 iPad Air 2 獨(dú)立(Discrete)在外面。
更快的 LTE 速度
iPhone 6s 發(fā)表會(huì)提到更快的 LTE-Advanced(LTE-A),由于 iPhone 6 已經(jīng)使用高通(Qualcomm)公司的 MDM 9625M,其已經(jīng)支持 Category 4(Cat. 4),日常生活使用中,人們通常注重下載(Download)大于上傳(Upload)速度,在 3GPP Specification 當(dāng)中,比 Cat.4 更快的下載速度為 Cat.6,故 iPhone 6s 可能使用 MDM 9635M。Cat.6 支持兩個(gè)載波單位(Carrier Component/CC)之載波聚合 (Carrier Aggregation),每個(gè) CC 最大為 20MHz 帶寬,較前一代 iPhone 6 速度 150Mbps 增加為 300Mbps。(MDM 9625M 支援 Cat.4 單一 CC 最大 20MHz,或者可聚合 2 個(gè)各最大 10MHz 之載波)。
許多國家 LTE-A 網(wǎng)絡(luò)已陸續(xù)開臺(tái)
iPhone 6s 開始支持 300Mbps 之 LTE-A 網(wǎng)絡(luò)原因?yàn)樵S多國家電信商已經(jīng)陸續(xù)開臺(tái)。根據(jù)全球行動(dòng)供貨商協(xié)會(huì)(Global mobile Suppliers Association/GSA)統(tǒng)計(jì),目前已經(jīng)有超過 15個(gè) 國家包含德國、芬蘭、日本等超過 20 多個(gè)電信營運(yùn)商發(fā)表 Cat.6 網(wǎng)絡(luò),例如日本第一大電信 DoCoMo 在今年 2 月宣布正式 LTE-A(Cat.6)網(wǎng)絡(luò)開臺(tái),最大下載速度為 225Mbps。
Wi-Fi 首次使用 MIMO
在 iPhone 6 首次進(jìn)入 IEEE 802.11ac 之后,Wi-Fi 速度已經(jīng)較前一代 iPhone 5s 所使用 的 IEEE 802.11n 多出不少,可達(dá) 433Mbps,iPhone 則首次使用 2×2 之 MIMO (Multiple Input Multiple Output)技術(shù),其利用空間多任務(wù)原理,在 iPhone 6s 多增加 1 根 Wi-Fi 天線,可以達(dá)到 2 倍最大傳輸速度 866Mbps。由于材料成本(BOM)以及天線干擾因素,MIMO 在手機(jī)上設(shè)計(jì)較為困難,通常會(huì)以 OFDM 中常見增加可用頻譜等載波聚合方式增加傳輸速度,Apple 在 iPhone 金屬外殼與天線效應(yīng)的取舍(Trade Off)有其獨(dú)到之處。至于其他近場(chǎng)通訊技術(shù)(NFC)與藍(lán)牙(Bluetooth)則維持不變。
傳統(tǒng)用戶體驗(yàn)大于硬件效能追求
此次 iPhone 6s 所新增加的功能還是維持 Apple 傳統(tǒng),不過度追求新技術(shù),而較重視使用者體驗(yàn)。例如早已有許多競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手如 Sony 在 Z2 時(shí)即以支持 4K2K 錄像,而幾乎所有競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手都早已使用 2GB DRAM,甚至 3GB。采用高通 810 芯片組之手機(jī)甚至已經(jīng)支持到 Cat.9,而新增速度的 iPhone 6s還在 Cat.6。屏幕分辨率方面也是落后對(duì)手一大截,前陣子 Sony 發(fā)表的 Z5 Premium 更是在同樣 5.5 吋大小裝進(jìn)了 4K2K 的屏幕,PPI 整整較 iPhone 6s Plus 高出一倍。即使如此,Apple還是按其重視使用者體驗(yàn)的策略對(duì)于軟硬件整合的流暢度以及納入 3D touch 的使用者體驗(yàn)來服務(wù)消費(fèi)者,維持其傳統(tǒng)步調(diào)。
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