iPhone 6s處理器、內(nèi)存與無(wú)線通信芯片分析

iPhone6s處理器、內(nèi)存與無(wú)線通信芯片分析Apple在近期的新品發(fā)布會(huì)上發(fā)布了iPhone、iPadPro、AppleTV與新一代AppleWatch操作系統(tǒng)，可謂歷年來(lái)產(chǎn)品最豐富的一次，本文主要將對(duì)占蘋果營(yíng)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(wú)線通信芯片等。本代iPhone延續(xù)過去傳統(tǒng)命名為iPhone6s，在外型上維持與iPhone6相同之4.7寸與5.5寸，分辨率也不變，故屏幕PPI也相同。iPhone6s最大的特色為增加了3DTouch，此源自AppleWatch所使用的ForceTouch功能經(jīng)持續(xù)改良，增加使用者體驗(yàn)（UserExperience）效果，在外觀顏色方面，除了原本iPhone6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(wàn)像素，前置相機(jī)也同步增至500萬(wàn)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iPhone6最大差異。A9采用新晶體管架構(gòu)iPhone6s內(nèi)新一代A9應(yīng)用處理器（ApplicationProcessor/AP）采用新晶體管架構(gòu)（NewTransistorArchitecture），由于iPhone6內(nèi)A8處理器為使用臺(tái)積電之20nmbulk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16nm或是三星之14nm工藝。隨著晶體管工藝持續(xù)微縮，閘級(jí)氧化層（GateOxide）厚度越來(lái)越薄，從閘級(jí)漏出的電流將越來(lái)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2Xnm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1Xnm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（CentralProcessingUnit/CPU）將較A8快70%，由于A9應(yīng)該還是與A8采用相同ARMv8指令級(jí)架構(gòu)，A9很有可能使用與iPadAir2的A8X相同的3核心。而A9之圖形處理單元（GraphicProcessingUnit/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(lái)達(dá)到全面效能升級(jí)的效果。內(nèi)存加大、支持4K錄像iPhone6s后制主鏡頭可支持4K錄像。4K分辨率為FullHD的4倍（2×2），像素（Pixel）可達(dá)800萬(wàn)。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FrameBuffer，再加上操作系統(tǒng)傳統(tǒng)運(yùn)作需要，iPhone6s對(duì)整體手機(jī)易失存儲(chǔ)器需求大增，故iPhone6s內(nèi)部DRAM使用量很可能從原本iPhone6之1GBLPDDR3增加至2GBLPDDR4?？赡苁状芜\(yùn)作在iPhone的LPDDR4，估計(jì)速度為3200Mbps。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1.1V較LPDDR2/LPDDR3（1.2V）為低，故可以提升iPhone6s待機(jī)時(shí)間。LPDDR4另外一個(gè)重要新改變?yōu)樵贒ie上使用雙通道（DualChannel）。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（CriticalPath）理論上縮短一半，可以提升LPDDR4的速度，并改善訊號(hào)完整性（SignalIntegrity）。目前擁有LPDDR4產(chǎn)品的廠商中，最大單一Die容量為8Gb，以iPhone6s所使用2GB為例，由于其FormFactor較iPadAir2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（PackageonPackage）方式在封裝于A9處理器上，而非如iPadAir2獨(dú)立（Discrete）在外面。更快的LTE速度iPhone6s發(fā)表會(huì)提到更快的LTE-Advanced（LTE-A），由于iPhone6已經(jīng)使用高通（Qualcomm）公司的MDM9625M，其已經(jīng)支持Category4（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3GPPSpecification當(dāng)中，比Cat.4更快的下載速度為Cat.6，故iPhone6s可能使用MDM9635M。Cat.6支持兩個(gè)載波單位（CarrierComponent/CC）之載波聚合（CarrierAggregation），每個(gè)CC最大為20MHz帶寬，較前一代iPhone6速度150Mbps增加為300Mbps。（MDM9625M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(guó)家LTE-A網(wǎng)絡(luò)已陸續(xù)開臺(tái)iPhone6s開始支持300Mbps之LTE-A網(wǎng)絡(luò)原因?yàn)樵S多國(guó)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)（GlobalmobileSuppliersAssociation/GSA）統(tǒng)計(jì)，目前已經(jīng)有超過15個(gè)國(guó)家包含德國(guó)、芬蘭、日本等超過20多個(gè)電信營(yíng)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iPhone6首次進(jìn)入IEEE802.11ac之后，Wi-Fi速度已經(jīng)較前一代iPhone5s所使用的IEEE802.11n多出不少，可達(dá)433Mbps，iPhone則首次使用2×2之MIMO（MultipleInputMultipleOutput）技術(shù)，其利用空間多任務(wù)原理，在iPhone6s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O(shè)FDM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（TradeOff）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iPhone6s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2GBDRAM，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iPhone6