5S和iPad 5的傳聞已經流傳。還不算太過份，但確實都在傳。這兩款機很有可能會分別采用A7和A7X處理器。這意味著，除非蘋果不再設計定制化的芯片，而選擇英特爾的產品。這不是我們的假設，但也有人這樣說，即使是在華爾街。

在去年11月底，RBC資本市場的分析師道格·弗里德曼稱，如果蘋果的iPad改為采用英特爾的處理器，英特爾將會為蘋果代工生產蘋果的處理器。他甚至還建議，蘋果自己設計的應用處理器只是暫時湊合著用，直到有有更好的芯片出現。現在來看看蘋果的“A系列處理器”，想想這些產品的演進，再掂量一下蘋果的半導體設計的證據，這就看上去是完美的注腳。

在我們的假設走得太遠之前，我們再來考慮一下A6和A6X處理器。A6隨著iPhone 5同時發布，這完全就是在所有iPhone與A系列處理器的傳聞和猜想之中。

然而，在大約40多日以前，隨著iPad 4一起出現的A6X則完全出乎了人們的意料。像是半路殺出了個程咬金，至今都讓預言家迷茫。

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Chipworks首先發布了A6和A6X的芯片裸晶圖片，下面還有我們的解釋。兩款芯片最讓人意外的一個特點是：它們都是自產自銷。進一步說，它是一個客制化的設計，版圖設計都是人手定做，而不是采用通用的自動化的“place and route” 的方法。在關于A6的討論中，ChipWorks是這樣說的：

“這樣設計是更加昂貴且更費時間的。然而，它能產出更快的最高時鐘頻率，并且有時會有更高的芯片密度。”

他們還說：“事實上，除了英特爾的CPU，這是我們在近幾年中看到的最先定制布局的數字內核之一。”

蘋果對于他們的設計能力非常嚴肅，并且作了很多的投資，這一點無可置疑。所以，如果不考慮他們客制化設計的原因，下面這個假設就非常可靠：蘋果當它在等待英特爾處理器的時候，它就不會生產芯片。

Chipworks在11月份第一次關于A6X處理器的討論中，提供了一些A6和A6X的對比數據。A6X的芯片面積是124平方毫米，比A6的96.7平方毫米大了28%。

兩款處理器的CPU都是占了15平方毫米，A6的三核GPU占了16平方毫米，而A6X處理器的四核CPU占了35平方毫米。

從上面的數字顯示，很可能的是在這多出的19平方毫米中，這個A6X多出的GPU占了大給10平方毫米的面積。看上去好像沒有這么多，但它實際的面積要比單個的GPU面積要大一些。

以這個額外面積來計算，我們愿意相信Chipworks所說的A6X將SDRAM的接口寬度加倍了，并且還加入了一些新的接口模塊。他們還看到A6X中少數幾個PLL占到了幾個平方毫米。

此消就彼漲。問題是要看是否還有其它的不同。再看一看A系列家族處理器的演進吧。這張蘋果芯片的家譜圖應該能說明一些問題。

上面是一張A系列家族樹圖。從2010年的A4處理器開始，到之前幾個月剛發布的A6X結束，總共合計有5款處理器。每個AP的基本信息，包括了它是在哪個產品中發布的，它的尺寸和面積。在過去的三年中，產品樹上發生了兩大演進。第一是原來的芯片家族被分支發展成兩個不同的AP線。其次是工藝從原來的45納米進化到目前的32納米工藝。兩點都會有更詳細的考慮。

“X”命名在第5代處理器于2012年3月發布進開始采用。A5X相雙A5，它的晶圓尺寸增長了35%。從實際數據來看，這些增加的尺寸中至少包括了CPU加倍在內。

圖像處理能力對比上，從iPad 2到iPad 3，以像素處理數目對比，兩者相差了4倍。

分支發展的更多的證據是A系列芯片中除CPU和GPU之外的數字模塊的數量。在A5中有12個，在A5X中則有15個。

在第6代的A系列處理器中，分支發展又是什么呢？

正如前面所指出的是，A6X與A6不同是的是GPU的不同。我們還知道這兩塊芯片的布線、接口和PLL的不同之處。接下來看一看CPU與GPU之外的數字模塊吧。

兩款處理器中的數字模塊中有很多是相同的。這里再次參考一下Chipworks的A6X的文章：“除CPU外，看上去所有其它的數字核都有新的布線”， 并且“很多模擬和接口核都從A6中復用到了A6X中，然后這里還是有很多新的接口模塊。”

但在晶圓了除中數字模塊就沒有其它的嗎？我們沒有看到對此的評論。他們真的提到過A6X有相當多的新的設計，而不僅僅是一個調整。然而，很有試想一下會很有意思，是不是已經有證據顯示，這里面有不同的數字模塊的設計調整，而不僅是布線的變化？

請看一下晶圓的照片，A6和A6X分別有17和16個除CPU和GPU之外的數字模塊。

可以肯定的是，兩塊芯片中都會有相同的模塊。首先要注意到的是，A6和A6X的模塊形狀就有很大的區別。很顯然的是，芯片的平面布局取決于幾個最大的模塊的數量和位置（在A6X中還有一個額外的GPU），留給小模塊的就是要剩下的空間中找合適的位置。如果不打算考慮最小化重新定義芯片外觀去適應主要的架構上的變化的任務，只靠復制和粘貼也是不能實現平面布局的。

當然還會有除了CPU和GPU之外的不同點。上面說過數字模塊的數量就不相同。

如果想做又有相關的預算，硬核的反向工程是可能的。除了反向工程，找不同的問題還可以采用兩個方法。例如，一是從質量分析模塊中的緩存數量。采用這種方法，在A6的晶圓照片上這個被標記為“B”的模塊就沒有出現在A6X中，即使考慮到了布線的不同。

你也可以從數量上分析，但不需要一個大的反向工程的項目。在下面A6和A6X中最容易辨識的五個數字模塊中，四個模塊的面積比A6中要么大或者小8至10個百分比。這個區別是在于測量誤差中的較大值（我們參考的CW出版的晶圓尺寸和在網站上發布的聯合圖片文件的精度），因此相信這說明這些模塊中有一些較小的變化。第五個模塊看上去就差別非常大。A6X版的這個數字模塊是A6版的3倍。

暫時再回到一個處理器內核，在A6X中有4個GPU內核，A6中有3個（Chipworks聲稱）。每個內核的設計也是大不相同。

A6的GPU的內核比A6X要大58%。在GPU內核中，會有一個專門的解碼器，或是處理一個GPU負載平衡的部分，A6X這一塊的晶圓面積就要大了近兩倍。

第二個主要的演變就是從45納米的工藝演進到32納米的工藝。A5是采用了兩種工藝，在2012年初或是11年末，A5采用了32納米。由于采用到更小的工藝，因此直接在幾何面積上的比較晶圓的裸片上的模塊大小，并不能算是很科學，所以我們都將晶圓和模塊對比換算成32納米的。結果如下面表格所示。

從表格中看出幾點。一是換算成32納米的話，兩個處理器的晶圓面積都在增長。

A6處理器在2012年9月發布，相比A5要小22%。以硅面積來算是正確的，但如果拋去工藝的縮小來看，事實上它還大了“36%”。同樣，A6X比它的5系兄弟也大了29%。

晶體管的數量也多了不少。從晶圓裸片看，擁有定制化的內核的A6處理器的CPU大了50%。另一方面，GPU的面積也增加了。

由于iPad 4維持了與iPad 3一致的310萬顯示像素，因此在A6X中有提升圖像處理能力的空間。因此，在A6X的GPU增加的39%的面積可以不用來處理更多的像素，而只需要提供更好的效果。

蘋果的設計成就怎么樣？

當我們第一次在2010年發表A4的文章時，我們發現它與三星的設計有很多共同之處。在A5于2011年末發布時，我們認為是有很大的進步，并且預計到蘋果在掌握了IC設計和OS后，他們定制化的路會越走越寬。

關于A6/A6X最意外的是蘋果采用了雙核的ARM內核。其次恐怕是不斷地在A系列芯片中增加“電路”。總結就是，蘋果A系列的芯片已經成為比較像電路設計，并且會持續下去。沒有其它了。

其它的想法

首先，很想知道芯片的晶圓尺寸會增加到哪里去。

隨著過去兩代10.1寸的iPad的像素都穩定下來，增加的芯片能力將會用來提升性能，而不是處理更多的像素。

其次，很想知道芯片中的模塊會如何變化，收購的Anobit或是Authentec公司的IP很可能會出現在將來的設計中。

最后一點，也是一個很大的問題：蘋果會不會自己設計GPU？很明了，GPU所占的硅片越來越多，無論是看整個的A系列還是在某個分支之內。基于他們在客制化CPU的設計動向，這一點很可能已經在考慮之中了。問題是能夠有足夠的工程設計資源或是圖像處理的IP資源，當然這個問題最好是留到下次再說。