Хотя новая система на чипе А7 от Apple, лежащая в основе , не получила увеличенное количество ядер, ее производительность оказалась выше, чем у ближайших конкурентов. Разобраться, в чем секрет нового высокопроизводительного чипа решили в Chipworks , заодно изучив и сопроцессор М7 .

Мы уже сообщали, что производителем новой системы на чипе для Apple выступила Samsung . Хотя в Apple и хотят перенести производство чипов на мощности TSMC , но случится это не ранее начала следующего года. Изготовлен новый процессор по 28 нм технологии и работает на частоте 1,3 ГГц. Для сравнения, флагманские процессоры Intel поколения Haswell выполнены по 22 нм технологии.

Плотность транзисторов в А7 (слева) и А6 (справа)

Прежде всего в SoC A7 обращает на себя внимание возросшая плотность транзисторов, увеличившаяся на 7,3%. Теперь расстояние между соседними транзисторами составляет 114 нм. Для сравнения в А6 данный показатель составлял 123 нм. Таким образом, число транзисторов в А7 приближается к одному миллиарду. Кстати, процессор от Samsung, используемый в Galaxy S IV, Exynos 5410 , изготовлен по аналогичному техпроцессу и содержит целых восемь ядер, но в данный момент уже отстает от А7 в синтетических тестах.

А7

Кроме того, первая в мире 64-битная мобильная система на чипе содержит в себе 4-ядерный GPU PowerVR G6430. Графика шестого поколения от Imagination Technologies впервые применяется в коммерческом продукте и, судя по всему, способна обеспечить новые возможности визуализации в мобильных устройствах. GPU поддерживает OpenGL 3.0 и DirectX 10. Так что игра-бенчмарк наверняка будет лишь первой ласточкой.

М7

Далее под пристальный взгляд Chipworks попал сопроцессор М7, о функциях и возможностях которого мы уже . За его производство отвечает NXP и выполнен он на основе ARM Cortex-M3 . Функционирует М7 на частоте 180 МГц. Как сообщалось ранее, сопроцессор собирает и обрабатывает информацию с компаса, гироскопа и магнитометра, снимая эти обязанности с А7.

Такая нешуточная во всех смыслах мощь скрывается в стеклянно-алюминиевых недрах iPhone 5s. Единственное, что огорчает – отсутствие программного обеспечения, способного полностью задействовать вычислительную и графическую мощь новой системы на чипе А7. [

Спроектированный в Apple и созданный при помощи технологических решений Samsung, данный процессор построен по принципу «система-на-чипе».

Вконтакте

То есть, в одной-единственной пластине кремния заключены все компоненты для реализации вычислительных процессов при работе мобильного гаджета: микропроцессор для общей обработки, графическое ядро, кэш, контроллеры памяти и прочих интерфейсов. Как и компания Intel, Apple владеет 10% акций британского разработчика передовых полупроводниковых технологий «Imagination Technologies». Последняя не располагает собственными производственными мощностями и лишь проектирует, в соответствии с дизайном и ТЗ заказчика, новые микропроцессоры.

Поэтому неудивительно, что новенькие A7 состоят из 2 ядер основного CPU и 4 ядер графического модуля GPU, построенных на базе кластеров PowerVR Series 6, версия G6430. Плюс эксперты из Chipworks акцентируют внимание на отдельном блоке с названием «Security Enclave» – защищенном сегменте памяти, предназначенном для работы системы .
По результатам предварительного «вскрытия» A7 можно сделать осторожный вывод – новинка построена по принципам архитектуры ARMv8 и не совместима со старой версией ARM A53/57. Технологически сам чип, как предполагается, создан по 28-нм технологии с активным металлическим затвором. То есть, в некотором роде это аналог тех устройств, что разработаны Samsung для ее собственных процессоров Exynos, которые устанавливаются в . Процессорное ядро оснащено 256 Кб КЭШа L1 и 1 Мб КЭШа L2, но пока непонятно, задействована ли при работе процессора часть ОЗУ системы, чья емкость по спецификации составляет 1 Гб.
Зато налицо – 4 ядра нового GPU куда лучше, чем 3 ядра в старом чипе A6. Изучая расположение элементов на пластине, можно отметить – два основных ядра и кэш-память занимают 17% общей площади, а 4 ядра GPU и общая логика еще 22%. Что касается пресловутой новинки, сканера отпечатка пальцев и защищенной области памяти для их хранения, то оценивать ее роль в структуре чипа проблематично – не с чем сравнивать. С одной стороны, 3 Мб это многовато, с другой – существует необходимость хранить несколько отпечатков, в разной ориентации относительно самого сенсора, а это требует свободного пространства памяти. Поэтому на пластине A7 располагается довольно громоздкий модуль SRAM, прямо над кластером ядер GPU.

Впрочем, дизайн компоновки чипа A7 схож с предшественниками — A6 и A5, по крайней мере, в том, что касается расположения интерфейсов взаимодействия с встроенной камерой, USB и сенсорным дисплеем. А Touch ID, по общему признанию, на сегодня является едва ли не самым надежным, элегантным и инновационным решением в области безопасности. Соответственно, сама разработка AuthenTec и анализ технических решений, использованных ими, достойны отдельного обзора – подождите, вскоре в Chipworks этим займутся.
Кстати, анализируя собственные разработки Samsung в том же направлении, придется признать – до внедрения дактилоскопических сканеров в свои устройства на серийной основе . Как они сами недавно заявляли в интервью The Korea Herald, «технология еще не развита», значит, пройдет минимум год, прежде чем она будет воплощена в реальных моделях. И это не единственное над Samsung – к примеру, если основной процессор A7 все еще производится на корейских заводах, то новый сопроцессор движения M7 имеет ребрендированную маркировку NXP LPC18A1. Также в Chipworks выяснили, что обе камеры для iPhone , базовую iSight с матрицей Exmor-RS от Sony и фронтальную FaceTime по технологии OmniVision, а также акселерометр изготавливает компания Bosch.

По утверждению Apple, 64-битный процессор A7 в iPhone 5s работает в два раза быстрее, чем 32-битный A6 в iPhone 5. Давайте разберемся, может ли это быть правдой.

За выполнение операций с числами в процессоре отвечает арифметико-логическое устройство (АЛУ). В процессоре есть регистры — ячейки памяти, которые служат для временного хранения вводимой и выводимой информации. Из одних регистров числа поступают в АЛУ, в другие уходят. Источником информации для регистров служат накопитель, оперативная память, кэш процессора, графический чип, модули, датчики и сенсоры. Регистры в зависимости от битности способны хранить числа различной разрядности. Регистр шириной 64 бита может хранить любое число в пределах 18 квинтиллионов.

Увеличение битности процессора не дает ощутимого увеличения производительности. Поэтому Apple удвоила число регистров. Теоретически после этого прирост производительности может составить от 33 до 100 процентов. Объяснить это можно наглядным примером.

Из Китая в Москву нужно перевезти 65 ящиков с айфонами на машине, в которую вмещается 32 ящика. За один раз мы перевезем 32 ящика, затем еще 32, а потом еще один заезд за оставшимся ящиком. Получается, что на «32-битной» машине нам пришлось съездить туда и обратно три раза. Если взять машину, в которую вмещается 64 ящика, из Москвы в Китай и обратно нам придется съездить два раза: сначала мы привезем 64 ящика, потом один. Несмотря на то, что места в машине в два раза больше, процесс ускорился лишь на треть. С увеличением объема товара польза от более емкой машины возрастает: если в Китае нам готовы отгрузить 256 ящиков айфонов, то на «64-битной» машине мы доставим их в Москву в два раза быстрее, чем на «32-битной».

В iOS 7 системный код, драйверы и библиотеки работают в 64-битном режиме. Приложений для iOS, эффективно использующих 64-битный процессор, практически нет, они появятся позже. Причем не всем приложениям потребуется 64 бита. Это полезно играм и фото- или видеоредакторам, которые обрабатывают большие объемы данных. В сочетании с появившейся в iOS 7 поддержкой OpenGL ES 3.0 производительность в приложениях с «тяжелой» графикой станет заметно выше. Частично производительность A7 увеличена за счет того, что обрабатывать данные от датчиков движения теперь будет сопроцессор M7.

Еще одна особенность 64-битного процессора - возможность работы с огромными объемами оперативной памяти. 32-битный процессор способен обращаться не более чем к четырем гигабайтам, при этом область между 3 и 4 гигабайтами зарезервирована под нужды оборудования. Теоретически 64-битный чипсет может обращаться к 16 эксабайтам (167 77 216 терабайт) памяти, это ограничение человечество еще не скоро преодолеет. Наибольший объем оперативной памяти, установленной в смартфоне - 3 гигабайта в Samsung Galaxy Note 3. Сколько оперативной памяти в iPhone 5s, Apple не раскрывает, но, вероятно, столько же, сколько в iPhone 5 - 1 гигабайт. В случае с iPhone 5s это преимущество осталось неиспользованным.

Привет всем, уважаемые пользователи лучшего мобильного портала Trashbox. Если вам интересен новый смартфон от компании Apple под названием iPhone 5S, а также использующийся в новинке первый в мире 64-битный мобильный процессор, то в сегодняшней статье я расскажу вам о нём. Давайте же узнаем, что такое Apple A7 и как это работает. Самое интересное, как и всегда, читайте под катом .

Apple A7 - новый процессор компании Apple. Является первым в мире 64-битным мобильным ARM-чипсетом. Выполнен по технологии производства 28 нанометров. Официальный производитель 64-битного процессора Apple A7 - компания Samsung. Использует набор инструкций ARMv8. Число ядер равно двум, тактовая частота составляет 1.3 ГГц. Как утверждает компания Apple, новый чип работает в два раза производительней процессора Apple A6, который в настоящее время установлен в смартфон iPhone 5. Конечно, увеличение битности процессора не даёт какого-либо существенного увеличения производительности, поэтому компания Apple увеличила вдвое число регистров. Таким образом, теоретически после этого прирост общей производительности может составить от 33 до целых 100 процентов.

Известно, что новый процессор Apple A7 сопоставим по вычислительной мощности с настольными решениями. Если сравнивать новый 64-битный чип с самым первым поколением процессоров компании Apple, он обеспечивает 40-кратный прирост общей производительности, и 56-кратное увеличение быстродействия графической подсистемы. Официально подтверждено, что 64-битный процессор Apple A7 имеет два вычислительных ядра, а не четыре, как предполагалось ранее. За обработку графики отвечает интегрированный PowerVR G6430 GPU. Обозреватели отмечают, что Apple A7 - это один из самых быстрых мобильных процессоров в настоящее время. Несмотря на «всего лишь» два вычислительных ядра, новый чип в ряде задач опережает по производительности четырёхъядерный процессор Qualcomm Snapdragon 800.

Из курса информатики 10-11 класса мы знаем, что за выполнение операций с числами в процессоре отвечает арифметико-логическое устройство или сокращённо АЛУ. Процессор обладает регистрами, так называемыми ячейками памяти. Они служат вводимой и выводимой информацией для временного хранения. Из одних регистров числа поступают в арифметико-логическое устройство, в другие уходят. Источниками информации в данном случае являются накопитель, оперативная память, кэш процессора, графический чип, а также модули, датчики и сенсоры. В зависимости от битности процессора регистры способны хранить числа разной разрядности. Регистр шириной 64 бита может хранить любое число в пределах 18 квинтиллионов.

В новой мобильной операционной системе iOS 7 системный код, драйвера, а также библиотеки работают в 64-битном режиме, как и положено. Однако приложений, действительно эффективно использующих новый 64-битный процессор Apple A7 нет, но, как сообщает производитель, они появятся позже. Конечно, не всем приложениям потребуется новая 64-битная архитектура, но она станет полезной для тяжелых в плане графики игр и обработки фотографий и видеороликов. Кроме того, благодаря поддержке OpenGL ES 3.0, производительность графической составляющей в играх станет заметно выше.

Помимо вдвое увеличенной производительности, ещё одной особенностью мобильного 64-битного процессора является возможность работы с большими объёмами оперативной памяти. Что касается в данном случае 32-битного процессора, он способен обращаться не более чем к четырём гигабайтам. Процессор Apple A7 же может обращаться к 16 эксабайтам или 16777216 терабайтам памяти - это невероятно много.