别不信,A10X有可能是第一枚10纳米芯片

不久前,曾多次利用供应链关系准确爆料苹果内幕消息的分析师郭明錤,声称苹果下一代针对平板电脑设计的处理器,将会被命名为 A10X 或 A10X Fusion,并将由台积电 16 纳米工艺打造。不过,世事难料,郭明錤也不是每次都很准确。在这里我们来做一次猜测,A10X Fusion 有没有可能是 10 纳米工艺呢?

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按照上述信息,苹果下一代 A10X 十有八九沿用 16 纳米的 FinFET + 工艺,苹果继续优化核心架构为主,以获取更高的处理性能,或者集成更高性能的 GPU,进一步降低功耗等等。不过,台积电已经明确,正在加班加点的 10 纳米制造工艺在 2016 年年底或 2017 年初就可以运用到芯片量产上。

如果苹果希望 iPad Pro 产品线的下一代更新再一次具有飞跃意义的话,理应会首选更为先进的 10 纳米工艺来打造 A10X 芯片。

现有 16 纳米芯片面积是一个问题

通过刚刚的结束发布会我们了解到,苹果最新发布的 A10 Fusion 内部塞进了 33 亿个晶体管。不出意外的话,应该是由台积电的 16 纳米 FinFET + 工艺打造,这枚芯片的面积应该不小。

为什么说 A10 Fusion 面积不小呢?回顾苹果的 A8 芯片,当时采用的是台积电的 20 纳米工艺制造,由于塞进了 20 亿晶体管,面积增加到了 89 平方毫米。台积电 16 纳米工艺对于芯片面积的减少没有提供任何改进,A9 芯片反而增大到了 104.5 平方毫米,因此塞进更多晶体管的 A10 Fusion 粗略估计其芯片面积可能在 147 平方毫米左右。

对于智能手机而言,可以说这枚芯片非常大,哪怕是英特尔为笔记本电脑打造的处理器也没有那么大。你可能会问,这与 A10X 有什么关系?为了追求比 A10 更强大的性能,A10X 必然会考虑更多核心的 GPU 图形处理器单元,或者 CPU 再加把力,如果苹果真打算那么做,仍然基于台积电 16 纳米打造的 A10X 芯片,成品芯片面积甚至可能远超 150 平方毫米,要知道 A9X 芯片的面积已相当大,达到了 147 平方毫米。

相信苹果也不希望自家的 A 系列芯片面积越做越大,而且成本肯定不低。

10 纳米解决以上问题

相比现行的台积电 16 纳米技术,若利用更先进的 10 纳米技术来制造同一 A10X 芯片,芯片面积无疑显著减小。

台积电方面已经表示,其最新 10 纳米工艺技术,将允许芯片设计方在同一面积的芯片内塞进更多的晶体管数量,确切地说是一个既定的区域塞进约原先两倍的晶体管数量。更重要的是,台积电还提供了与 16 纳米 FinFET + 工艺对比的两个数字指标,第一是在功耗不变的情况下性能提升 18%,第二则是在性能不变的情况下功耗可以降低近 40%。

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如果苹果基于 10 纳米工艺设计 A10X 芯片,图形内核的数量可以轻而易举地增加,相比当前 A9X 的 12 核,A10X 的 GPU 有望从提升到 16 核心甚至更多。此外,苹果还可以通过塞入更多的晶体管轻松提升 CPU 性能,从而实现 CPU 和 GPU 性能的大幅提升。

如此来看,换上 10 纳米之后提升性能变得更加轻松,而且新工艺下 A10X 芯片的面积将减小,也正好抵消了从 16 纳米迁移至 10 纳米技术所增加的成本,甚至还可能更为便宜一些。

不过,就目前来看,最有可能阻碍 A10X 采用 10 纳米工艺的并非成本问题,而是产能因素,毕竟工艺越先进越复杂,导致产量有限。现在台积电的 16 纳米工艺技术已经相当成熟了,这是众所皆知的事情,而且即便是大规模生产的良品率亦不用太过于担心。

当然了, 台积电 16 纳米 FinFET 工艺首次试产之后,苹果便立即选择使用该工艺来打造 A9 芯片,因此当台积电宣布 10 纳米可以生产之后,A10X 直接采用也不是不可能。更关键的是,专为 iPad 生产的芯片订单量不是非常大,远不如 iPhone,小产量的良品率自然控制得更好。

苹果对 iPad Pro 的要求严格

此前苹果负责硬件和芯片设计的技术主管强尼·斯洛基(Johny Srouji)也表示,12.9 英寸的 iPad Pro 本计划在 2015 年春季搭载 A8X 芯片登场,但由于没有达到理想的预期而推迟。当初该高管解释称,若基于 A8X 芯片 iPad Pro 的性能并不够强大,尤其在 iPhone 6s 面前(此前测试表明,iPhone 6s 和 6s Plus 的 A9 芯片的确比 iPad Air2 的 A8X 更快)。

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所以,当时强尼·斯洛基与他的团队决定重新准备一枚更加高端的芯片,并推迟 iPad Pro 的发布。功夫不负有心人,仅过了 6 个月的时间,一枚媲美桌面级 PC 芯片的 A9X 竟然完成了开发,在对性能测试满意以及诸多方面已经准备完毕情况下,iPad Pro 终于在 2015 年的秋季正式登场了。

换句话说,下一代 iPad Pro 苹果肯定在计划当中,最快在明年上半年登场,依照苹果对芯片性能高要求标准,转而为 A10X 采用最新的工艺不是没有可能,再加上苹果内部努力研发的成果,再一次让这枚全新移动处理器在整个行业内达到数一数二水平。

对性能与功耗都有好处

无论如何,从 16 纳米过渡到 10 纳米,可能会因为成本问题影响苹果决定,但台积电确实表明了更先进工艺对于性能与功耗的技术优势,因此在底层架构未动大刀之前,也更有利于苹果通过新工艺挤出更多的性能。

总之,无论苹果最终是否决定采用 10 纳米工艺,A10X Fusion 都将会是今年怪兽级移动芯片,苹果芯片设计实力毋庸置疑,但过渡的 10 纳米显然对性能和功耗更有好处。

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