Разборка Apple A6
Введение
Гики ликуют! Мы сотрудничаем с компанией Chipworks, чтобы провести двойной разбор нового процессора Apple A6 для гиков и любителей развлечений. По слухам, в A6 используются два пользовательских процессора с частотой 1 ГГц, работающих на наборе инструкций ARMv7s. Во время нашего путешествия к A6 мы также познакомим вас с некоторыми забавными инструментами Chipworks.
Нравится ли вам заниматься наукой вместе с нами или вы просто любите смотреть на внутренности новейших продуктовобязательно следите за нами @Делаете.ру в Twitter и загляните на нашу страницу в Книга чтобы быть в курсе последних событий Делаете.ру!
Шаг 1 Apple A6 Teardown
Добро пожаловать в третий выпуск Наука с Делаете.ру. На этот раз нам помогают наши приятели из Chipworks.
Отказ от ответственности: в этом разборе будет много технического жаргона. Мы постараемся вкратце объяснить все, что сможем, но ожидайте увидеть множество ссылок на старую добрую Википедию ..
Так что прыгайте и присоединяйтесь к нам, пока мы выясняем, почему A6 так чертовски летает.
Но сначала немного об оборудовании Chipworks, которое делает все это возможным.
Шаг 2 Жизнь в Chipworks
У компании Chipworks есть настоящий ионный бластер, ласково называемый Ibe (сокращение от 'травление ионным лучом').
Ibe используется для контролируемого и избирательного удаления слоев полупроводниковых устройств с очень точными и плоскими результатами.
По сути, ионно-лучевое травление напоминает пескоструйную обработку чипа для удаления определенных слоев. Однако вместо песка Ibe использует атомы в ионном пучке для выполнения грязной работы.
Современные полупроводниковые устройства создаются из разнородных материалов, как, например, Apple A6, изготовленный по 32 нм техпроцессу Samsung. HKMG (высокодиэлектрический K, металлический затвор). КМОП что делает его бесценным инструментом.
tl;dr Это ионный бластер.
Шаг 3
Член команды разработчиков Chipworks устанавливает на Ibe параметры для удаления диэлектриков на чипе с расширенным узлом (например, A6), где может быть до 9 медных и 1 алюминиевого слоев, а также слоев поликремния и подложки.
Недавно компания Chipworks расширила свою лабораторию по удалению слоев, добавив еще несколько влажных стендов, вытяжных шкафов и полировальных станций.
Шаг 4
Профили легирования полупроводников Профили легирования очень важны для понимания того, как работают и строятся современные передовые устройства.
Компания Chipworks недавно приобрела новый сканирующий емкостной микроскоп с более высоким разрешением. сканирующий емкостной микроскоп. С помощью этого нового SCM они смогут изучить профили легирования NMOS и PMOS устройств в A6, а также понять, как легированы фотокатоды в 8-мегапиксельной камере iSight.
Шаг 5
Наука!
Специалисты по технологическим процессам и разработке изучают результаты после подготовки A6 к обработке. Промежуточные просмотры через оптические микроскопы обеспечивают техническим специалистам необходимую обратную связь для точной настройки последующей обработки для достижения максимальных результатов.
Далее Chipworks микроскопически изучает камеру, расположенную на задней панели. Мы (как и почти все остальные) хотим знать, кто производит камеру iSight, и эта информация спрятана глубоко в ее внутренностях.
Для компании Chipworks нет секретов, спрятанных слишком глубоко. Они разгадали эту тайну в кратчайшие сроки.
Шаг 6
Для разных задач нужны разные инструменты. Если вы хотите посмотреть на транзисторили толщину оксида затвораили даже кристаллическую решётку ориентации, вы обращаетесь к большой пушке...
...электронная пушка, которая находится в новом ТЭМ (просвечивающий электронный микроскоп)!
Высокое разрешение ТЭМ достигается за счет малой длины волны де Бройля из электронов. Это квантовая механика в действии!
Короче говоря, TEM работает, когда на кусок материала направляется пучок электронов, а затем наблюдают за тем, как электроны взаимодействуют с материалом.
Это лишь некоторые из техник и механизмов, которые Chipworks использует для создания забавных изображений, которые вы видите на их сайте. Но, как и хороший фокусник, они не могут раскрыть все свои секреты. Так что давайте посмотрим, что скрывается внутри микросхем iPhone 5.
Шаг 7 Внутри iPhone 5
Ребята из Chipworks очень любят этот телефон. Прямо из уст лошади: 'В этом телефоне полно совершенно новых компонентов... лучший релиз Apple со времен первого iPhone'.
Мы будем рассматривать:
процессор приложений Apple A6
Аудиочип Apple 338S1077 Cirrus
Модуль Wi-Fi Murata 339S0171
LTE-модем Qualcomm MDM9615
Многодиапазонный/режимный радиочастотный приемопередатчик Qualcomm RTR8600
Шаг 8 Процессор A6
Для начала давайте разберем A6, чтобы понять, что же им управляет.
Как выглядит верхняя часть металлической пластины процессора A6? На наш взгляд, она похожа на пшеничный тортик.
Как же были созданы эти фотографии, спросите вы? Ну, мы сфотографировали пшеничный торт. Компания Chipworks решила пойти длинным путем:
A6 сначала декапсулируется в растворе плавиковой серной кислоты, нагретой до температуры, необходимой для достижения наилучших результатов.
Затем инженеры Chipworks с помощью микроскопа делают снимки матрицы. Плашка загружается на управляемый сервоприводом X-Y столФокус устанавливается и поддерживается с помощью лазерного контроля.
Координаты изображения запрограммированы в системе. Микроскоп автоматически перемещает штамп и делает несколько снимков, которые сшиваются вместе для создания полной фотографии штампа.
Одна из машин, используемых для этого процесса, показана на третьем снимке.
Шаг 9
Во время Разбор iPhone 5мы обратились к шелкографии B8164B3PM, которая обозначала 1 Гбайт памяти Elpida LP DDR2 SDRAM.
Маркировка (первое изображение) и фотография матрицы (второе изображение) подтверждают догадку о том, что 1 ГБ LP DDR2 SDRAM в A6 поставляется компанией Elpida.
По данным ChipworksElpida EDB8164B3 также была найдена в Motorola Droid RAZR Maxx.
Шаг 10
Samsung, однако, не полностью отсутствует в A6. Apple A6, маркированный APL0598 на упаковке и APL0589B01 внутри - изготовлен компанией Samsung по 32 нм техпроцессу. CMOS и имеет размеры 9,70 мм x 9,97 мм.
Несмотря на то, что A6 был произведен Samsung, это не означает, что он был разработан Samsung. Процессор Apple A6 - это первый процессор Apple, разработанный на заказ. Он основан на наборе инструкций ARMv7s.
Поскольку Apple полностью контролировала дизайн процессора, они смогли настроить его производительность по своему вкусу.
Площадь кристалла составляет 96,71 мм.2она значительно больше, чем у предыдущего поколения Apple A5 (~70 кв. мм), которое было изготовлено компанией Samsung по нормам 32 нм. HKMG Так что если предположить, что A6 также изготовлен по 32 нм техпроцессу, то функциональность новой части будет значительно выше.
Шаг 11
Путешествие к центру A6. Наиболее заметными особенностями внутри являются два ARM-ядра и три PowerVR и три графических ядра PowerVR.
По сравнению с жесткой и эффективной компоновкой ядер GPU, расположенных непосредственно под ним, компоновка ARM-ядер выглядит немного кустарно - поначалу.
Как правило, логические блоки располагаются автоматически с помощью современного компьютерного программного обеспечения. Однако похоже, что блоки ARM-ядер были разложены вручную - то есть, вручную.
Ручная компоновка обычно обеспечивает более высокую скорость обработки данных, но она гораздо дороже и требует больше времени.
Ручная компоновка процессоров ARM придает большую убедительность слухам о том, что Apple разработала собственный процессор того же уровня, что и совершенно новый Cortex-A15и, возможно, это будет единственный чип с ручной компоновкой, который появится на рынке за последние несколько лет.
Шаг 12
Приподнятые фигуры, похожие на мезы, на увеличенном поперечном разрезе (второе изображение) - это структуры транзисторов, а маленькие штырьки, проходящие между ними, - контакты между слоями.
Мы не можем не думать, что схема транзистора очень похожа на римский акведук ..
Эта очень тонкая линия подтверждает, что это 32 нм HKMG (Hi-K metal gate) техпроцесс.
Технологический процесс 32 HKMG в A6 аналогичен тому, который используется в Apple TV третьего поколения (APL2498 на сайте Chipworks).
В FET (Field Effect Transistor), K - диэлектрическая проницаемость слоя между электродом затвора и кремнием. Это физический параметр материала, который помогает контролировать напряжение включения транзистора.
Шаг 13 Другие примечательные чипы
Это может быть разборка A6, но в новом iPhone полно новых чипов, в которые стоит вникнуть - вы же не думали, что A6 работает не думали, что A6 управляет устройством в одиночку, не так ли?
Компания Chipworks вскрыла Apple 338S1077 чтобы подтвердить, что это, на самом деле, аудиоусилитель класса D Cirrus CS35L19.
На втором изображении - кубик Cirrus CS35L19. Судя по надписи, эта упаковка, по-видимому, относится к серии CS35L хотя он и не указан на сайте Cirrus. сайте Cirrus.
Шаг 14
Модуль Wi-Fi SoC от Murata на самом деле состоит из корпуса Broadcom BCM4334 в дополнение к осциллятору, конденсаторам, резисторам и т.д. Все компоненты можно увидеть на рентгеновском снимке (третье изображение).
Murata собирает все компоненты вместе и отправляет их в Foxconn, где они в конечном итоге оказываются на логической плате iPhone. Компания Chipworks сказала об этом лучше всего: 'Murata делает дом, который полон чужой мебели'.
Вот изображения матрицы Broadcom BCM4334, изготовленной в Тайване на заводе TSMC по 40 нм КМОП-технологии. Его ключевые характеристики:
Wi-Fi (802.11 a/b/g/n)
Bluetooth 4.0 + HS
FM-приемник
Шаг 15
Теперь перейдем к комплектам LTE-модема Qualcomm MDM9615 и многодиапазонного/режимного радиочастотного трансивера RTR8600. Мы подробно рассказывали о MDM9615 в материале о разборе iPhone 5, но вот краткое описание:
MDM9615 позволяет мультиспектральный, мультирежимный LTE. Он отвечает за одновременную передачу голоса и данных в сетях LTE (при условии, что оператор располагает инфраструктурой для одновременной передачи голоса и данных).
Qualcomm RTR8600 - это многодиапазонный/режимный радиочастотный трансивер. RTR8600 используется в паре с MDM9615 для поддержки различных диапазонов, включая 5 UMTS 5 диапазонов UMTS, а также более 5 диапазонов LTE и 4 диапазона EDGE.
Итак, что же изображено на этом шаге?
На первом изображении показана матрица HG11-N3877 LTE Baseband.
На втором изображена матрица памяти Samsung 1G-F-MC 128 Мб, которая также присутствует в MDM9615.
На третьем изображении показана матрица RTR8600.
Шаг 16
Большое спасибо Chipworks за то, что предоставили нам возможность заглянуть в их лабораторию и узнать о внутреннем устройстве удивительно ремонтопригодный iPhone 5.
Они проводят еще больший анализ упаковки iPhone 5. Как ни странно, несмотря на то, что внешне все выглядит довольно похоже, они утверждают, что 'iPhone 5 - это не эволюция дизайна, а, вполне возможно, совершенно новый дизайн'.
