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多數企業(yè)在耗費巨資設計復雜芯片時(shí)，都會(huì )大肆宣揚。Sun或IBM等公司所生產(chǎn)的芯片只被用于其自身的系統，盡管如此，他們還是在搭配新款處理器的產(chǎn)品面市前就將該處理器的細節信息公布于眾。包括游戲機廠(chǎng)商、SoC(片上系統)廠(chǎng)商以及PC芯片廠(chǎng)商在內，幾乎所有的半導體廠(chǎng)商都是如此。但只有蘋(píng)果是個(gè)例外。 自從上月發(fā)布iPad平板電腦后，媒體對于該產(chǎn)品使用的處理器所知道的所有信息只有兩個(gè)字母：A4。其他的信息都被視為最高機密，這種保密策略也引發(fā)了大量的猜測，有些比較合理，有些則完全是捕風(fēng)捉影。 蘋(píng)果為何對A4如此保密？蘋(píng)果為何沒(méi)有向ISSCC(IEEE International Solid-State Circuits Conference，譯注：是美國電氣和電子工程師學(xué)會(huì )(IEEE)主辦的國際電子電路研討會(huì )，有半導體領(lǐng)域的奧林匹克之稱(chēng)) 提交論文，或者發(fā)表白皮書(shū)？ 我并不知道這些問(wèn)題的答案，但綜合我對A4的了解，我懷疑有兩種可能。首先，這只是因為蘋(píng)果CEO史蒂夫·喬布斯(Steve Jobs)喜歡保密。當然，這完全是我的推測。A4毫無(wú)疑問(wèn)能夠讓他獲得這樣一種特別的感覺(jué)：“我有自己特制的SoC，而你們卻對其一無(wú)所知�！闭f(shuō)實(shí)在的，我們難道不想知道這是一種什么感覺(jué)嗎？至少我想。 第二種可能是A4并不值得過(guò)分宣傳。這或許也是最為可能的一種原因。如果蘋(píng)果告訴我們A4的細節信息，多數人的注意力或許就會(huì )轉向A4的缺陷，而不是iPad的優(yōu)點(diǎn)。 透析A4配置 當我在發(fā)布會(huì )上看到iPad視頻并看到有關(guān)該產(chǎn)品的使用報道時(shí)，我堅定地相信，這款產(chǎn)品采用的是ARM Cortex A9處理器核心，甚至有可能是雙核版。但最終的結果是，A4是一款以Cortex A8為核心、主頻為1GHz的SoC，并且搭配了PwerVR SGX圖形處理器。A4采用單核Cortex A8核心的消息并未被公布，但多方消息人士向我透露了這一確切消息，盡管他們的理由各不相同。我曾經(jīng)希望對此加以懷疑，但卻無(wú)法做到。 總之，A4與其他即將上市的采用Cortex A8核心的SoC有著(zhù)很強的可比性，A4甚至有可能采用了更少的硬件。iPad本身并不需要太多的I/O處理，因此A4本身也就可以舍棄一些沒(méi)有必要的I /O元件。與之相比，基于Cortex A8的常規SoC則擁有更多的I/O硬件，因為你永遠不知道用戶(hù)究竟需要那一種連接方式。 例如，像飛思卡爾i.MX51這樣一款基于Cortex A8的SoC就擁有1個(gè)紅外模塊、3個(gè)用于串行通信(RS232接口等)的UART(通用異步接收/發(fā)送裝置)模塊、4個(gè)USB模塊以及1個(gè)鍵盤(pán)控制器，這還只是一小部分。當然，iPad很可能只需要1個(gè)USB接口和1個(gè)UART來(lái)進(jìn)行串行連接，而且這兩個(gè)接口都與30針的連接器相連(假設與iPhone(手機上網(wǎng))所采用的30針連接器相同)。由于多點(diǎn)觸控輸入控制器將通過(guò)USB接口或串口與芯片相連，而且只能二選其一(我查閱了意法半導體出品的STM32TS60多點(diǎn)觸感控制器的介紹，該產(chǎn)品只能支持USB接口或串口中的一個(gè))，因此可能還有另外一個(gè)用于這一目的的接口。 蘋(píng)果的30針插頭能夠支持電視輸出。最近有傳言稱(chēng)，iPad的SDK(軟件開(kāi)發(fā)套件)顯示，該產(chǎn)品支持外接顯示器，而且至少已經(jīng)有一家公司發(fā)布了一款適配器。 在SoC常見(jiàn)的模塊中，A4很可能還缺乏另外一種與拍照和視頻攝像頭相關(guān)的硬件。蘋(píng)果iPad有可能是唯一一款沒(méi)有內置攝像頭的Cortex A8設備，因此蘋(píng)果有可能會(huì )去掉一些專(zhuān)門(mén)用于處理圖片的模塊。 盡管猜測蘋(píng)果沒(méi)有在A(yíng)4中提供什么模塊非常有趣，但最終目的還在于得出一個(gè)結論：由于底部配有30針連接器，而且沒(méi)有內置任何攝像頭，因此A4 所需要的I/O支持比同類(lèi)型的智能手機和智能本芯片少得多。這就意味著(zhù)A4只包含有一個(gè)GPU、一個(gè)CPU、內存接口模塊(NAND和DDR)，可能還包含有安全硬件、系統硬件以及幾個(gè)I/O控制器。也就是說(shuō)，A4非常精簡(jiǎn)，以至于無(wú)法找到這樣一款現成的SoC。 P.A.Semi的職責 如果蘋(píng)果只是購買(mǎi)了Cortex A8的授權，并沒(méi)有自己設計一款CPU的核心，那么收購P.A.Semi的意義又在哪里？這一問(wèn)題的答案尚不明確。 蘋(píng)果2008年4月剛剛收購了P.A.Semi，想要圍繞ARMv7架構設計一款全新的核心，1年多的時(shí)間似乎不太夠用。高通Scorpion 核心就是一款與Cortex A8類(lèi)似的處理器核心，但卻具備更多的SIMD(單指令多數據流)引擎，并且具備更深的管道，該項目歷經(jīng)數年才開(kāi)發(fā)完成。不難想象，蘋(píng)果正在開(kāi)發(fā)類(lèi)似于 Scorpion的產(chǎn)品，但短期內不會(huì )面市。 目前尚不清楚P.A.Semi是否完全參與到A4的設計過(guò)程中，P.A.Semi的團隊的最大貢獻有可能在于A(yíng)4的動(dòng)態(tài)功率優(yōu)化。 P.A.Semi公司2005年末推出的PWRficient芯片通過(guò)大范圍使用功率和時(shí)鐘門(mén)控(power and clock gating)技術(shù)實(shí)現了超高的能耗效率。功率門(mén)控是一種較為易懂的技術(shù)，它能夠關(guān)閉部分未使用的芯片。但說(shuō)起來(lái)容易做起來(lái)難，因為需要將芯片分割成為許多模塊，然后獨立對其進(jìn)行睡眠和喚醒操作。除此之外，還要對這些模塊的大小和排序進(jìn)行仔細設計，以免在進(jìn)入和退出睡眠狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生額外的延遲，從而對芯片的整體響應時(shí)間產(chǎn)生影響。這些延遲和響應時(shí)間問(wèn)題會(huì )使得功率門(mén)控很難被部署在高速處理器上，這也是為什么PWRficient處理器所使用的功率門(mén)控數量對于高性能處理器而言意義非凡的原因。 時(shí)鐘門(mén)控則是PWRficient芯片廣泛使用的另外一項技術(shù)，它同樣有著(zhù)自己的挑戰。在一款現代化的SoC上，時(shí)鐘分配網(wǎng)絡(luò )最多會(huì )耗費半數動(dòng)態(tài)動(dòng)率。時(shí)鐘門(mén)控則可以在某些不需要的時(shí)候將時(shí)鐘與芯片相隔絕，從而達到削減時(shí)鐘樹(shù)的目的。 至于A(yíng)4究竟在多大程度上使用了這兩種技術(shù)，還要等到蘋(píng)果公布消息后才能知道，但蘋(píng)果有可能永遠都不會(huì )這么做。即使這些技術(shù)并沒(méi)有被廣泛應用于現有的A4處理器上，今后的版本或類(lèi)似的產(chǎn)品卻有可能更多地使用這些技術(shù)。 說(shuō)到類(lèi)似的產(chǎn)品，P.A. Semi團隊完全有可能并未參與到iPad芯片的設計，而是參與到了iPhone SoC的設計中。由于iPad的屏幕太大，而且與其他與原件相比，其能耗要大得多。因此對于平板電腦這樣大個(gè)頭的設備而言，很難想象A4能夠比 Snapdragon等芯片為iPad帶來(lái)更多的電池續航能力，畢竟Snapdragon和i.MX515比A4多出來(lái)的那些硬件所增加的能耗對平板電腦而言微不足道。但是對iPhone進(jìn)行努力優(yōu)化卻有可能從根本上提升這款產(chǎn)品的電池續航時(shí)間，使之在競爭中有上佳表現。 iPad與Wii 歸根結底，我認為蘋(píng)果之所以對A4的信息保持沉默，原因在于iPad的真正優(yōu)勢在于軟件，也就是系統的效率、系統和應用的用戶(hù)界面設計以及由軟件團隊創(chuàng )造的優(yōu)異用戶(hù)體驗。 從這方面來(lái)看，iPad與Mac很像。Mac采用了較為普通的硬件，但卻提供了優(yōu)秀的工業(yè)設計和卓越的用戶(hù)體驗。iPad也希望如此，只不過(guò)它同時(shí)還希望以平板電腦的形式替換傳統的顯示器加鍵盤(pán)的組合，并用多點(diǎn)觸控界面代替已經(jīng)沿用了數十年的WIMP(窗口、圖標、目錄和指針)界面。 或許將iPad比作任天堂Wii更為恰當，后者的成功并非源于處理器，而是憑借著(zhù)創(chuàng )新的界面和渠道廣泛的軟件獲得的。我相信，如果iPad能夠像Wii改變游戲機行業(yè)那樣改變移動(dòng)計算行業(yè)，蘋(píng)果一定會(huì )將其視為一個(gè)巨大的成功。 作者：Jon Stokes 來(lái)源：新浪科技 |
