Appleは、自社設計のA6チップのおかげで、iPhone 5は処理能力とグラフィック性能において、iPhone 4S(決して劣っているわけではない)の2倍の速度を実現したと主張している。少なくともJavaScriptとGeekbenchのテストでは、A6チップによってiPhone 5は競合するスマートフォンを凌駕していると言えるだろう。
A6は、その圧倒的なパワーだけでなく、Appleのニーズに合わせて完全にカスタマイズされたARM Cortex-A15 CPUプラットフォームを搭載した世界初のスマートフォンを実現した点でも、明らかに強力なチップです。UBM TechInsightsが初めて公開した拡散画像には、2つのCPUコアに加え、3つのGPUも搭載されていることが示されています。
そして今、修理の達人iFixitはチップ専門家Chipworksと提携し、A6チップを精密顕微鏡で詳しく調べました。いわゆる「フロアプラン」から読み取れる情報をご紹介します…
iFixIt の報告によると、A6 パッケージの内部を世界に公開するために、Chipworks はイオンビーム エッチングを実行する高価な機械を使用しました。イオンビーム エッチングは、イオンビーム内の原子を使用して半導体デバイスの層を制御された選択的な方法で除去するプロセスで、非常に正確で平坦な結果が得られます。
イオンビームエッチングは、チップをサンドブラストして特定の層を除去する作業と考えてください。
まず、Chipworks は、A6 が Samsung の 32 nm HKMG (高誘電体 K、メタル ゲート) CMOS プロセスで製造されていることを確認できました。
ちなみに、これは Apple と Samsung が第 3 世代 Apple TV と改良された iPad 2 内部の A5 パッケージのバリエーションを製造するために使用したのと同じプロセスです。
Chipworks 社はまた、A6 チップ内の NMOS および PMOS デバイスのドーピング プロファイルを調べるために、新しい、より高解像度の走査型容量顕微鏡も導入しました。
新しい透過型電子顕微鏡内の電子銃は、量子力学を利用して高解像度のチップショットを実現します。
透過型電子顕微鏡は、物質に大量の電子を照射し、電子がその物質とどのように相互作用するかを観察することによって機能します。
A6 チップに加えて、Chipworks は Apple 338S1077 Cirrus オーディオ コーデック (クラス D オーディオ アンプ)、Murata 339S0171 Wi-Fi モジュール、Qualcomm MDM9615 LTE モデム、Qualcomm RTR8600 マルチバンド/モード RF トランシーバーを発見しました。
Murata WiFi モジュールは特に興味深いです。
Murata Wi-Fi SoC モジュールは、実際には発振器、コンデンサ、抵抗器などに加えて、Broadcom BCM4334 パッケージで構成されています。
村田製作所は全ての部品を組み立て、そのパッケージをフォックスコンに送ります。そこで最終的にiPhoneのロジックボードが作られます。チップワークスはこう表現しました。「村田製作所は他人の家具でいっぱいの家を作っている。」
A6パッケージについては、エルピーダによって1GBのRAM(iPhone 4/4Sは512MB)、2つのARM CPUコア、3つのGPUコアが搭載されていることが確認されています。ちなみに、このRAMはモトローラのDroid Razr Maxxにも搭載されています。
これがフロアプランです。
A6 チップのサイズは幅 9.70 mm、高さ 9.97 mm、ダイ面積は 96.71 平方ミリメートルです。
ああ、もし疑問に思っているなら:iPhone 5 用の iSight カメラモジュールは Sony と OmniVision が提供しています。Sony は背面の 8 メガピクセル パッケージを供給し、OmniVision は前面の FaceTime 720p カメラを製造しています。
ARM CPU コアの場合:
すぐ下にある GPU コアの堅牢で効率的なレイアウトと比較すると、ARM コアのレイアウトは、一見すると少し素朴な感じがします。
通常、ロジックブロックは高度なコンピュータソフトウェアを用いて自動的にレイアウトされます。しかし、ARMコアブロックは手動で、つまり手作業でレイアウトされているようです。
通常、手動でレイアウトすると処理速度は速くなりますが、コストと時間がかかります。
ARM プロセッサの手動レイアウトは、Apple が最新の Cortex-A15 と同レベルのカスタム プロセッサを設計したという噂にかなりの信憑性を与えるものであり、今後数年間で市場に登場するチップの中で唯一の手動レイアウトになる可能性もあります。
さらにチップポルノをいくつか紹介します。
隆起した形状は、実はトランジスタの構造です。トランジスタの間に小さな突起があるのに気づきましたか?これは層間の接点です。すごいと思いませんか?
Samsung は今でも Apple の最重要サプライヤーの一つであると言っても過言ではないだろうが、この韓国の複合企業がチップを大量生産するための技術と製造能力を提供しているにもかかわらず、Apple による Intrinsity と PA Semi の買収から生まれた社内エンジニアリング チームによって Apple の好みに合わせて大幅にカスタマイズされている。
正しいようですね?