Cosa c'è dentro il chip dell'iPad?

Nonostante le speculazioni diffuse, non si sa nulla oltre a quanto annunciato da Steve Jobs la scorsa settimana sul chip A4 nel cuore dell'iPad di Apple.

Chip in: L'A4 dell'iPad è il primo chip fatto in casa di Apple.

Jobs ha descritto il chip con la tipica moderazione durante la presentazione dell'iPad. È alimentato dal nostro silicio, il chip Apple A4 da un gigahertz, urla, ha detto, aggiungendo che il chip A4 include una CPU integrata e un core grafico su un singolo sistema su un chip (SoC).

Subito dopo l'annuncio, gli esperti hanno iniziato a ipotizzare che il chip fosse basato sulla stessa architettura ARM dell'iPhone e dell'iPod touch.

Nessuna fonte ufficiale che riesco a trovare ha confermato che l'A4 utilizza ARM, afferma Tom Halfhill, analista senior di Microprocessor Report. Tuttavia, afferma, è logico presumere che l'iPad utilizzi un processore basato sull'architettura ARM. Ha senso, [perché] Apple non dovrebbe portare il sistema operativo iPhone su una nuova architettura della CPU.

Alcuni hanno suggerito che il chip potrebbe essere basato sui progetti ARM più recenti e più veloci, ma sia i core ARM Cortex 8 leggermente più vecchi e più lenti che i più recenti ARM Cortex 9 possono funzionare a una velocità di clock di un gigahertz, osserva Halfhill. Aumentare la velocità di un core ARM Cortex 8, il core pensato per funzionare nel chip Samsung che alimenta l'iPhone 3GS, a un gigahertz sarebbe possibile perché l'iPad ha più spazio per le batterie, consentendo agli ingegneri di guidare l'A4 a un maggiore tensione e quindi frequenza di clock.

Gene Munster, un analista di ricerca senior presso Piper Jaffray, afferma che Apple potrebbe aver sentito il bisogno di sviluppare il proprio chip per un semplice motivo. Uno dei motivi per cui Apple ha fatto questo è perché stanno risparmiando denaro sul chip, afferma Munster. Su un iPhone, un chip Samsung costa $ 15: è il terzo pezzo più costoso del telefono. Passare da $ 15 a $ 5 non sembra molto, ma se lo moltiplichi su 15 milioni di dispositivi, si somma.

La velocità grezza è stata citata come un altro motivo per cui Apple deve passare a un nuovo chip, ma Munster non lo compra, non con aziende come NVidia e Qualcomm che offrono design altrettanto potenti per netbook e altri dispositivi. Non riesco a immaginare che Apple sia in grado di costruire qualcosa di meglio di queste aziende, dice.

Una ragione tecnica più probabile per il silicio personalizzato di Apple, sostiene Munster, è la necessità di mantenere il consumo energetico al minimo. Potrebbero creare qualcosa che non è così veloce, ma potrebbe essere migliore nel consumo di energia, dice. Se guardi la durata della batteria di cui stanno parlando, il tablet è più grande dell'iPhone ma sembra che abbiano fatto un lavoro migliore con la durata della batteria.

Il core grafico dell'A4 potrebbe anche utilizzare l'architettura ARM, ma ciò richiederebbe la traduzione al volo del codice per le applicazioni iPhone esistenti. Poiché quasi tutte le applicazioni iPhone esistenti verranno eseguite su iPad, è più probabile che Apple continui a utilizzare versioni aggiornate degli stessi core grafici presenti su iPhone e iPhone 3GS, che sono stati creati da progetti concessi in licenza da Imagination Technologies, con sede nel Regno Unito.

I rappresentanti di Imagination si sono rifiutati di discutere se il SoC A4 utilizzi o meno un core Imagination. Ma Apple possiede poco meno del 10% della società e tutti i modelli di iPhone e iPhone touch utilizzano la famiglia di core grafici PowerVR MBC di Imagination. Imagination ha anche recentemente confermato che l'iPhone 3GS utilizza il design PowerVR SGX aggiornato. Se l'iPad continua questa tendenza, potrebbe sfruttare le funzionalità del core grafico Imagination che sono particolarmente adatte a guidare uno schermo grande come quello dell'iPad.

Ad esempio, Imagination utilizza il cosiddetto rendering differito basato su tile, che aiuta a guidare un'interfaccia utente più veloce. Dividi uno schermo in piccole zone di piastrelle, afferma Kristof Beets, manager dello sviluppo aziendale per la grafica di Imagination. Ciò consente ai core grafici di un chip di calcolare singole tessere dello schermo, ad esempio 32 per 32 pixel su uno schermo da 800 per 480, con i dati archiviati nelle cache del chip. Evitando il passaggio in cui un renderer a schermo intero deve accedere alla RAM, il chip può eseguire il rendering di uno schermo pieno di immagini molto più velocemente.

Una seconda caratteristica della tecnologia di Imagination che può essere rilevante è il rendering differito. Normalmente, un algoritmo 3D calcolerà i dati sulla posizione di un dato oggetto dopo aver calcolato la sua forma e gli effetti di luce applicati ad esso. Ciò significa che quando i pixel su uno schermo corrispondono a oggetti bloccati da altri oggetti, parte di quel calcolo viene sprecato. Lo stesso vale per gli oggetti in finestre sovrapposti uno sopra l'altro in un ambiente desktop. I chip di Imagination, al contrario, calcolano prima i dati sulla posizione, riducendo al minimo il numero di calcoli che devono essere effettuati e consentendo un minor consumo energetico.

Nell'aprile 2008, Apple ha acquisito P.A. Semi, un produttore di chip specializzato in processori efficienti dal punto di vista energetico che utilizzano l'architettura PowerPC, la stessa architettura utilizzata da Apple nei suoi computer fino a quando non è passata alle CPU Intel nel 2006.

Alcuni di [P.A. Gli ingegneri di Semi] avevano esperienza con ARM e, naturalmente, la loro conoscenza della progettazione dei chip sarebbe stata trasferibile a qualsiasi architettura di CPU, afferma Halfhill. Un SoC altamente integrato come l'Apple A4 impiegherebbe dai 12 ai 18 mesi per la progettazione, il debug e la produzione, tuttavia, rendendo improbabile che P.A. Semi ingegneri l'hanno progettato da zero.

Dal punto di vista di Halfhill, questo rende ancora più probabile che il chip A4 sia composto principalmente da design che si avvicinano da vicino ai core ARM esistenti. Apple avrebbe dovuto muoversi molto velocemente per progettare il proprio core compatibile con ARM e il SoC A4 in così poco tempo, dice. Ecco perché penso che l'A4 sia basato su core esistenti di ARM.

Halfhill suggerisce che P.A. I semi ingegneri potrebbero essere stati portati a bordo per qualche progetto diverso dal chip A4. Non sarei sorpreso se molti o la maggior parte della P.A. I semi ingegneri sono stati assegnati a un altro progetto, come un futuro chip Apple A5, dice.

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