剖開蘋果A15晶片，看看die的佈局

來源：內容由半導體行業觀察（ID：icbank）編譯自「semianalysis」，謝謝。

近日，TechInsights 釋出了 A15 的die shot，在 SkyJuice 的幫助下，我們今天正在對其進行分析。整體來看，A15的die尺寸從上一代的 87.76mm² 顯著增加到 107.7mm²，電晶體也從118億增加到 150億。其實在蘋果的釋出會上，他們對A15的討論並沒有那麼令人印象深刻。最令人失望的方面是缺乏 CPU 增加的評價。儘管如此，這一代晶片還是有很多變化。AnandTech已經對 A15 SOC 進行了初步審查，結合晶片分析，可以收集到許多有趣的細節。（檢視anandtech的文章，點選《蘋果A15晶片評測：CPU和GPU提升驚人》檢視》。

第一個可以確認的細節是工藝密度沒有變化。單個 SRAM 單元保持不變，LPDDR4x PHY 的大小也相同。這可能證實了 Apple 使用的是 N5P 而不是一些推測的 N4 流程。

總芯片面積增加了 22.8%，但不同的 IP 塊有所不同。共享級快取是最大的貢獻者。ISP 看起來也經過高度修改，但我們這裡沒有測量值。NPU 仍然是 16 核，但在架構上對核心和共享邏輯進行了更改，以帶來可觀的效能提升。儘管大核缺乏IPC收益，但大核還是有一些變化。

儘管這代晶片是 Apple 產品有史以來最小的 IPC 增益，但其核心顯然已重新設計。最大的兩個變化與 MMU 和快取有關。佈局明顯不同，Core+L1面積增加了15.26%。Anandtech發現 L1 快取發生了有趣的變化。

在效能核心上，我還看到 L1 速度發生了一些變化，因為它似乎能夠對快取行進行 1 週期訪問，只要它們在同一頁面中，對快取行進行相同型別的訪問A14 需要 3 個週期。

共享 L2 快取從 8MB 增加到 12MB。儘管有一半的核心，但這與 M1 相同。Anandtech發現訪問延遲從 16 個週期增加到 18 個週期。在大小與延遲之間進行權衡似乎非常值得。與 A14 相比，共享 L2 快取塊的大小增加了 52%。

小核心暴雪在規模上增長了18.6%，但效能提升了23%。L2 核心仍為 4MB，但略有增加 2.5%。Apple Blizzard 核心現在的效能與使用 2 年的 Android SOC 中的大型 A76 核心相當。

蘋果真正專注於 A15 的 GPU。Apple 釋出了一下這段影片，其中詳細介紹了一些架構變化。其中包括將 M1 GPU 核心中的 FP32 ALU 加倍。Apple 還引入了有損可渲染紋理，可節省記憶體和頻寬，支援稀疏深度和模板紋理，以及新的 SIMD 隨機和填充指令。儘管發生了所有這些變化，但核心的大小僅增加了 4.4%。

整個 GPU 的大小增加了 30%。這主要是由於第 5個GPU 核心和對共享邏輯的更改。即使禁用了第5個核心，效能仍然有相當大的提升。儘管記憶體頻寬沒有增加，但新的更大的 GPU 實現了巨大的效能提升。蘋果似乎正在尋求與 AMD 的 Infinity Cache 類似的策略。

最大的單一區域貢獻者是系統快取。它從 16MB 增加到 32MB。這有助於保持 A15 的各種 IP 塊的供給。這篇文章只是 SkyJuice die 分析的一個簡短總結。你們還注意到die shot的一部分是什麼？請留言討論！

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