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剖开苹果A15芯片里面的布局

素材来源 | TechInsights

近日,TechInsights 发布了 A15 的die shot,整体来看,A15的die尺寸从上一代的 87.76mm2 显着增加到 107.7mm2,晶体管也从118亿增加到 150亿。

其实在苹果的发布会上,他们对A15的讨论并没有那么令人印象深刻。最令人失望的方面是缺乏 CPU 的评价。

尽管如此,这一代芯片还是有很多变化。AnandTech已经对 A15 SOC 进行了初步审查,结合芯片分析,可以收集到许多有趣的细节。

第一个可以确认的细节是工艺密度没有变化。单个 SRAM 单元保持不变,LPDDR4x PHY 的大小也相同。这可能证实了 Apple 使用的是 N5P 而不是一些推测的 N4 流程。

剖开苹果A15芯片里面的布局

总芯片面积增加了 22.8%,但不同的 IP 块有所不同。共享级缓存是最大的贡献者。ISP 看起来也经过高度修改,但我们这里没有测量值。NPU 仍然是 16 核,但在架构上对内核和共享逻辑进行了更改,以带来可观的性能提升。尽管大核缺乏IPC收益,但大核还是有一些变化。

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尽管这代芯片是 Apple 产品有史以来最小的 IPC 增益,但其核心显然已重新设计。最大的两个变化与 MMU 和缓存有关。布局明显不同,Core+L1面积增加了15.26%。Anandtech发现 L1 缓存发生了有趣的变化。

在性能核心上,我还看到 L1 速度发生了一些变化,因为它似乎能够对缓存行进行 1 周期访问,只要它们在同一页面中,对缓存行进行相同类型的访问A14 需要 3 个周期。

剖开苹果A15芯片里面的布局

共享 L2 缓存从 8MB 增加到 12MB。尽管有一半的内核,但这与 M1 相同。Anandtech发现访问延迟从 16 个周期增加到 18 个周期。在大小与延迟之间进行权衡似乎非常值得。与 A14 相比,共享 L2 缓存块的大小增加了 52%。

剖开苹果A15芯片里面的布局

小核心暴雪在规模上增长了18.6%,但性能提升了23%。L2 核心仍为 4MB,但略有增加 2.5%。Apple Blizzard 核心现在的性能与使用 2 年的 Android SOC 中的大型 A76 核心相当。

剖开苹果A15芯片里面的布局

苹果真正专注于 A15 的 GPU。Apple 发布了一下这段视频,其中详细介绍了一些架构变化。其中包括将 M1 GPU 内核中的 FP32 ALU 加倍。Apple 还引入了有损可渲染纹理,可节省内存和带宽,支持稀疏深度和模板纹理,以及新的 SIMD 随机和填充指令。尽管发生了所有这些变化,但内核的大小仅增加了 4.4%。

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整个 GPU 的大小增加了 30%。这主要是由于第 5个GPU 核心和对共享逻辑的更改。即使禁用了第5个核心,性能仍然有相当大的提升。尽管内存带宽没有增加,但新的更大的 GPU 实现了巨大的性能提升。苹果似乎正在寻求与 AMD 的 Infinity Cache 类似的策略。

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最大的单一区域贡献者是系统缓存。它从 16MB 增加到 32MB。这有助于保持 A15 的各种 IP 块的供给。这篇文章只是 SkyJuice die 分析的一个简短总结。你们还注意到die shot的一部分是什么?

来源地址:

https://semianalysis.com/apple-a15-die-shot-and-annotation-ip-block-area-analysis/

编辑:jq

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