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剖開蘋果A15芯片,看看die的布局!

2021-10-08
來(lái)源:摩爾芯聞
關(guān)鍵詞: 蘋果A15

  近日,TechInsights 發(fā)布了 A15 的die shot,在 SkyJuice 的幫助下,我們今天正在對(duì)其進(jìn)行分析。整體來(lái)看,A15的die尺寸從上一代的 87.76mm2 顯著增加到 107.7mm2,晶體管也從118億增加到150億。其實(shí)在蘋果的發(fā)布會(huì)上,他們對(duì)A15的討論并沒有那么令人印象深刻。最令人失望的方面是缺乏 CPU 增加的評(píng)價(jià)。盡管如此,這一代芯片還是有很多變化。AnandTech已經(jīng)對(duì) A15 SOC 進(jìn)行了初步審查,結(jié)合芯片分析,可以收集到許多有趣的細(xì)節(jié)。(查看anandtech的文章,點(diǎn)擊《蘋果A15芯片評(píng)測(cè):CPU和GPU提升驚人》查看》。

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  第一個(gè)可以確認(rèn)的細(xì)節(jié)是工藝密度沒有變化。單個(gè) SRAM 單元保持不變,LPDDR4x PHY 的大小也相同。這可能證實(shí)了 Apple 使用的是 N5P 而不是一些推測(cè)的 N4 流程。

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  總芯片面積增加了 22.8%,但不同的 IP 塊有所不同。共享級(jí)緩存是最大的貢獻(xiàn)者。ISP 看起來(lái)也經(jīng)過(guò)高度修改,但我們這里沒有測(cè)量值。NPU 仍然是 16 核,但在架構(gòu)上對(duì)內(nèi)核和共享邏輯進(jìn)行了更改,以帶來(lái)可觀的性能提升。盡管大核缺乏IPC收益,但大核還是有一些變化。

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  盡管這代芯片是 Apple 產(chǎn)品有史以來(lái)最小的 IPC 增益,但其核心顯然已重新設(shè)計(jì)。最大的兩個(gè)變化與 MMU 和緩存有關(guān)。布局明顯不同,Core+L1面積增加了15.26%。Anandtech發(fā)現(xiàn) L1 緩存發(fā)生了有趣的變化。

  在性能核心上,我還看到 L1 速度發(fā)生了一些變化,因?yàn)樗坪跄軌驅(qū)彺嫘羞M(jìn)行 1 周期訪問(wèn),只要它們?cè)谕豁?yè)面中,對(duì)緩存行進(jìn)行相同類型的訪問(wèn)A14 需要 3 個(gè)周期。

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  共享 L2 緩存從 8MB 增加到 12MB。盡管有一半的內(nèi)核,但這與 M1 相同。Anandtech發(fā)現(xiàn)訪問(wèn)延遲從 16 個(gè)周期增加到 18 個(gè)周期。在大小與延遲之間進(jìn)行權(quán)衡似乎非常值得。與 A14 相比,共享 L2 緩存塊的大小增加了 52%。

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  小核心暴雪在規(guī)模上增長(zhǎng)了18.6%,但性能提升了23%。L2 核心仍為 4MB,但略有增加 2.5%。Apple Blizzard 核心現(xiàn)在的性能與使用 2 年的 Android SOC 中的大型 A76 核心相當(dāng)。

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  蘋果真正專注于 A15 的 GPU。Apple 發(fā)布了一下這段視頻,其中詳細(xì)介紹了一些架構(gòu)變化。其中包括將 M1 GPU 內(nèi)核中的 FP32 ALU 加倍。Apple 還引入了有損可渲染紋理,可節(jié)省內(nèi)存和帶寬,支持稀疏深度和模板紋理,以及新的 SIMD 隨機(jī)和填充指令。盡管發(fā)生了所有這些變化,但內(nèi)核的大小僅增加了 4.4%。

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  整個(gè) GPU 的大小增加了 30%。這主要是由于第 5個(gè)GPU 核心和對(duì)共享邏輯的更改。即使禁用了第5個(gè)核心,性能仍然有相當(dāng)大的提升。盡管內(nèi)存帶寬沒有增加,但新的更大的 GPU 實(shí)現(xiàn)了巨大的性能提升。蘋果似乎正在尋求與 AMD 的 Infinity Cache 類似的策略。

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  最大的單一區(qū)域貢獻(xiàn)者是系統(tǒng)緩存。它從 16MB 增加到 32MB。這有助于保持 A15 的各種 IP 塊的供給。這篇文章只是 SkyJuice die 分析的一個(gè)簡(jiǎn)短總結(jié)。你們還注意到die shot的一部分是什么?請(qǐng)留言討論!

 

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