拆解iPhone5s/5c（下）：细看iPhone 5s的核心部件A7和M7

【相关新闻】

拆解iPhone5s/5c（下）：树脂机壳“不像树脂”的秘密

拆解iPhone5s/5c（上）：内部设计惊人相似

【苹果描绘的未来】使用激光切割为可穿戴终端制造配件

【3D打印基础知识】(完)主要3D打印机厂商一览

【3D打印改变设计】(十一)3D打印机原理解说

就《日经电子》拆解的美国苹果的“iPhone 5s”和“iPhone 5c”的部件，我们以不同于“iPhone 5”的部分为主要对象，在外部技术人员的协助下作了分析。

首先来看iPhone 5s配备的新开发的应用处理器“A7”。在处理器封装上层积DRAM封装的构造与以往的iPhone用处理器相同，但内部却较iPhone 5的“A6”有了很大变化。DRAM封装中有两枚印有尔必达存储器字样，估计为4Gbit的芯片。iPhone 5s沿袭了iPhone 5的1GB内存容量。

打开A7的封装，内部有印着“APL0698”字样的10.47mm×9.83mm芯片。用金属显微镜观察形成该芯片上的元件构造，协助分析的技术人员发现，其构造“与韩国三星电子的28nm工艺应用处理器‘Exynos 5410’的元件一致”。因此可以推测这是三星采用28nm工艺技术制造的产品。

A6由三星采用32nm工艺技术制造。此次的A7虽然工艺微细化了0.5代，但芯片面积却扩大了约6.4％（图1）。并且，剥离布线层观察时发现，A6上电路块之间比较明显的间隔，到A7时缩小了。协助分析的技术人员推测，“实际电路规模应该扩大了数十个百分点”。

图1：电路规模增大的“A7” iPhone 5s配备的A7处理器的电路规模比上一代A6大。A6是采用32nm工艺技术制造的约96.7mm2的芯片，而A7虽然工艺微细化至28nm，但芯片尺寸扩大至约102.9mm2。

采用综合设计的CPU

我们认为电路规模扩大的主要理由有以下两点：（1）CPU部的面积增大、（2）新配备了大型SRAM块。

苹果曾就A7介绍说，“在智能手机上首次配备了64bit CPU”。A7的CPU估计是支持英国ARM的新指令集架构“ARMv8”的自主安装品。与A6的CPU一样采用双核构成，面积比A6大12.8％左右，可认为是为了支持64bit运行模式。

CPU部的外观也有很大变化。在A6上，苹果公司采用了根据CPU的数据路径手工配置功能要素的设计方法。而A7的CPU外观与无法识别功能要素的“A5”之前的CPU部相似。估计弃用了手工作业的设计，恢复了利用EDA工具合成的设计（综合设计）（图2）。

图2：CPU部的设计恢复以前的方法 iPhone 5配备的A6，CPU部可以看到基于数据路径手工设计的痕迹，而此次A7的CPU部恢复了以工具合成为前提的设计。随着64bit化，估计此次电路规模是苹果公司设计的CPU中最大的。

手工作业的设计只要有经验的技术人员花一些时间，就能最大限度削减面积以及提高工作频率。而综合设计易于削减工时。协助分析的技术人员认为，苹果公司恢复原来的设计方法，“估计优先考虑了对64bit的支持等逻辑构造的刷新”。

值得关注的是苹果在新一代产品上的动向。综合设计有易于换用不同半导体制造技术的一面。那么新一代处理器的CPU部是恢复A6那样的手工作业设计来优化，还是会继续采用综合设计方法？从其选择可窥苹果公司的处理器设计及制造战略。

集成大型SRAM块

GPU部似配备了英国Imagination Technologies公司的第6代四核GPU。其旁边是在A6处理器之前没见过的大型SRAM块。协助分析的技术人员指出：“与CPU部的缓存相比，优先扩大了容量，而非缩短延迟时间。”

估计该SRAM块是GPU专用缓存或者CPU与GPU共用的缓存（CPU的三级缓存）。苹果公司在A7上除了采用64bit CPU并更新GPU外，似还通过改良内存架构而提高了处理性能。