iPad2雙核處理器A5探秘
PowerVR SGX架構(gòu)并不是SIMD(Single Instruction, Multiple Data)架構(gòu),應該說其設(shè)計與NVIDIA架構(gòu)設(shè)計很相似,與AMD的VLIW(Very Long Instruction Word)架構(gòu)設(shè)計存在差異。
當前的PowerVR SGX架構(gòu)單個核心最多可擁有16個scalar處理器。一般認為iPad的PowerVR Core最多核心數(shù)量同樣為16個,由于iPad 2 核心數(shù)量成為了2個,因此處理器數(shù)量也提升至32個。這個構(gòu)成其處理器數(shù)大大超過了Tegra 2(G70架構(gòu)1Vertex Shader+1Pixel Shader的構(gòu)成)。
另外就是scalar處理器共計32個,這個數(shù)字與NVIDIA GF100系列Fermi建架構(gòu)的單個SM(Streaming Multiprocessor)相等。當然實際的性能影響因素是多種多樣的。而且我們可以看到顯存帶來與核心頻率也有很大差異。在iPad 2發(fā)布的時候,蘋果CEO的Steve Jobs先生曾提到圖形性能將提升9倍的言論,這個數(shù)字的來源根據(jù)目前仍然不清楚。
●因iPad/iPhone開始繁榮的3D游戲
iPad 2性能的提升,受益最大的當然就是游戲。Apple的電腦產(chǎn)品每年都會進行硬件的升級,對于電腦而言同樣也需要3D圖形性能的提升。去年在推出iPad 后,Epic Games和id Software的2大FPS(First Person Shooter)游戲廠商均為其量身定制了FPS游戲,包括有Epic Games旗下Chair Entertainment推出的「Infinity Blade」以及id Software的「RAGE HD」。
總之,讓iPad/iPhone游戲發(fā)展就是要實現(xiàn)與PC游戲一樣的世代迭替,當然其相關(guān)游戲的目標并不僅僅只包括蘋果平臺,而是面向的更為廣泛的移動平臺,支持撐其發(fā)展的就是每年移動產(chǎn)品日益提升的性能。
●NGP與iPad 2的對比
從游戲的角度來審視iPad 2Apple A5構(gòu)成的話,以處理器數(shù)量來說,其數(shù)量為索尼電腦娛樂(SCE)下代掌機「NGP(Next Generation Portable)」的一半。NGP將會基于四核心ARM Cortex-A9處理器核心,PowerVR SGX5核心。PowerVR核心將會由每個擁有16個scalar處理器核心組成,這樣總數(shù)量則達到了64個。
根據(jù)推測,NGP最初配備的芯片將會基于45~40nm工藝,其目標最終會提升至32~28nm??傊に嚨奶嵘殡S而來的就是成本的下降。NGP(PSP2)在設(shè)計的中途提升了核心數(shù)量,這應該是由于工藝提升的原因。
而這也意味著在進入32~28nm時代之后,其它高性能便攜產(chǎn)品也將會配備四核GPU,而四核心GPU也將會帶來更高的圖形性能。實際上NVIDIA公司是計劃28nm工藝在第三代Tegra「Kal-El」上應用,將ARM Cortex-A9提升至四核心設(shè)計,同時流處理器數(shù)量也會大幅提升。
因此在這種多核心發(fā)展的背景下,除了生產(chǎn)工藝以外,多核心化也會成為CPU廠商的發(fā)展戰(zhàn)略。比如ARM的發(fā)展計劃為Cortex-A8→Cortex-A9→Cortex-A15,將會著重提升單線程和矢量處理性能,同時實現(xiàn)多核心。
Cortex-A9家族和目標市場
●32nm~28nm時代四核心發(fā)展
多核心化的發(fā)展由于同樣適合移動產(chǎn)品,因此已經(jīng)成為業(yè)界的發(fā)展趨勢。而關(guān)于蘋果公司四核化的發(fā)展也在計劃中。如果通過45nm工藝實現(xiàn)雙ARM核心以及雙 PowerVR,這樣在實現(xiàn)的成本上會更加經(jīng)濟。而這也與之后32~28nm工藝下的四核心CPU和四核心GPU在經(jīng)濟線上實現(xiàn)對稱。從45nm升級至 32nm,相同的核心面積情況下晶體管數(shù)量將可提升約2倍。如果蘋果以A5相同的核心面積來設(shè)計A6,那么明年蘋果iPad將可能實現(xiàn)四核化。
這里對于蘋果公司的產(chǎn)品戰(zhàn)略會產(chǎn)生一個疑問,這就是如何持續(xù)使用,iPad和iPhone目前都是使用的相同的處理器,將來是否還會如此呢?比如將來是否有可能iPad使用四核心處理器,而iPone使用雙核心處理器。這里將核心數(shù)量發(fā)展區(qū)分開來是很有必要的,四核心處理器帶來的就是峰值功耗的提升。
從實際情況而言,在運行游戲的時候,功耗必然會提升。因此在核心數(shù)量翻倍的情況下,很有可能會出現(xiàn)峰值功耗提升的情況。在這個時候工作電壓與工藝沒有提升,而同時平板電腦的電池設(shè)計存在空間,而智能手機則沒有,因此兩種產(chǎn)品的核心提升采用不同的策略的可能性還是存在的。
實際上CPU廠商也有采用不同發(fā)展策略的打算。比如ARM的Cortex-A15戰(zhàn)略中,智能手機產(chǎn)品就是1~2個核心,而平板電腦則采用2~4核心的建議。
Cortex-A15的可擴展性
如果這種想法得以實現(xiàn),那么2012到2013年,平板電腦會使用四核心配置,而智能手機則主要使用雙核心設(shè)計。當然產(chǎn)品低價化的趨勢將會越來越明顯,比如低價平板電腦和智能手機會分別采用雙核心和單核心處理器。當然當工藝進一步提升至22~20nm時,四核心平板電腦和雙核心智能手機將會成為流行,而 iPad/iPhone發(fā)展也應該也會跟隨這個趨勢。
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