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iPad2双核处理器A5探秘

作者: 时间:2013-10-31 来源:网络 收藏


PowerVR SGX架构并不是SIMD(Single Instruction, Multiple Data)架构,应该说其设计与NVIDIA架构设计很相似,与AMD的VLIW(Very Long Instruction Word)架构设计存在差异。

当前的PowerVR SGX架构单个核心最多可拥有16个scalar处理器。一般认为iPad的PowerVR Core最多核心数量同样为16个,由于iPad 2 核心数量成为了2个,因此处理器数量也提升至32个。这个构成其处理器数大大超过了Tegra 2(G70架构1Vertex Shader+1Pixel Shader的构成)。

另外就是scalar处理器共计32个,这个数字与NVIDIA GF100系列Fermi建架构的单个SM(Streaming Multiprocessor)相等。当然实际的性能影响因素是多种多样的。而且我们可以看到显存带来与核心频率也有很大差异。在iPad 2发布的时候,苹果CEO的Steve Jobs先生曾提到图形性能将提升9倍的言论,这个数字的来源根据目前仍然不清楚。

●因iPad/iPhone开始繁荣的3D游戏

iPad 2性能的提升,受益最大的当然就是游戏。Apple的电脑产品每年都会进行硬件的升级,对于电脑而言同样也需要3D图形性能的提升。去年在推出iPad 后,Epic Games和id Software的2大FPS(First Person Shooter)游戏厂商均为其量身定制了FPS游戏,包括有Epic Games旗下Chair Entertainment推出的「Infinity Blade」以及id Software的「RAGE HD」。

总之,让iPad/iPhone游戏发展就是要实现与PC游戏一样的世代迭替,当然其相关游戏的目标并不仅仅只包括苹果平台,而是面向的更为广泛的移动平台,支持撑其发展的就是每年移动产品日益提升的性能。

●NGP与iPad 2的对比

从游戏的角度来审视iPad 2Apple构成的话,以处理器数量来说,其数量为索尼电脑娱乐(SCE)下代掌机「NGP(Next Generation Portable)」的一半。NGP将会基于四核心ARM处理器核心,PowerVR SGX5核心。PowerVR核心将会由每个拥有16个scalar处理器核心组成,这样总数量则达到了64个。

根据推测,NGP最初配备的芯片将会基于45~40nm工艺,其目标最终会提升至32~28nm。总之工艺的提升伴随而来的就是成本的下降。NGP(PSP2)在设计的中途提升了核心数量,这应该是由于工艺提升的原因。

而这也意味着在进入32~28nm时代之后,其它高性能便携产品也将会配备四核GPU,而四核心GPU也将会带来更高的图形性能。实际上NVIDIA公司是计划28nm工艺在第三代Tegra「Kal-El」上应用,将ARM提升至四核心设计,同时流处理器数量也会大幅提升。

因此在这种多核心发展的背景下,除了生产工艺以外,多核心化也会成为CPU厂商的发展战略。比如ARM的发展计划为Cortex-A8→→Cortex-A15,将会着重提升单线程和矢量处理性能,同时实现多核心。

Cortex-A9家族和目标市场

●32nm~28nm时代四核心发展

多核心化的发展由于同样适合移动产品,因此已经成为业界的发展趋势。而关于苹果公司四核化的发展也在计划中。如果通过45nm工艺实现双ARM核心以及双 PowerVR,这样在实现的成本上会更加经济。而这也与之后32~28nm工艺下的四核心CPU和四核心GPU在经济线上实现对称。从45nm升级至 32nm,相同的核心面积情况下晶体管数量将可提升约2倍。如果苹果以相同的核心面积来设计A6,那么明年苹果iPad将可能实现四核化。

这里对于苹果公司的产品战略会产生一个疑问,这就是如何持续使用,iPad和iPhone目前都是使用的相同的处理器,将来是否还会如此呢?比如将来是否有可能iPad使用四核心处理器,而iPone使用双核心处理器。这里将核心数量发展区分开来是很有必要的,四核心处理器带来的就是峰值功耗的提升。

从实际情况而言,在运行游戏的时候,功耗必然会提升。因此在核心数量翻倍的情况下,很有可能会出现峰值功耗提升的情况。在这个时候工作电压与工艺没有提升,而同时平板电脑的电池设计存在空间,而智能手机则没有,因此两种产品的核心提升采用不同的策略的可能性还是存在的。

实际上CPU厂商也有采用不同发展策略的打算。比如ARM的Cortex-A15战略中,智能手机产品就是1~2个核心,而平板电脑则采用2~4核心的建议。  

Cortex-A15的可扩展性

如果这种想法得以实现,那么2012到2013年,平板电脑会使用四核心配置,而智能手机则主要使用双核心设计。当然产品低价化的趋势将会越来越明显,比如低价平板电脑和智能手机会分别采用双核心和单核心处理器。当然当工艺进一步提升至22~20nm时,四核心平板电脑和双核心智能手机将会成为流行,而 iPad/iPhone发展也应该也会跟随这个趋势。


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关键词:iPad2A5Cortex-A9

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