کوچک‌سازی تراشه‌های A19 اپل؛ راز افزایش بازدهی انرژی

اپل با کوچک‌سازی تراشه‌های A19 و A19 پرو توانسته است ابعاد سیلیکون را کاهش دهد و هم‌زمان قدرت پردازشی بیشتری از نسل قبل ارائه کند.

به گزارش سرویس سخت‌افزار تک‌ناک، اپل موفق شده است چیپست‌های پرچم‌دار A19 و A19 پرو که به سری آیفون ۱۷ قدرت می‌بخشند، تا ۱۰ درصد کوچک‌تر ازA18 و A18 پرو تولید کند. این درحالی است که هر دو تراشه جدید از هسته‌های عملکردی قوی‌تر و پردازنده گرافیکی بزرگ‌تر و فضای وسیع‌تر برای هسته‌های کم‌مصرف (E-Core) برخوردارند. تحلیلگران صنعت این موفقیت را نه‌تنها به پیشرفت در فناوری نانومتری، بلکه به نوآوری‌های عمده در طراحی تراشه تیم اپل نسبت می‌دهند.

براساس جدیدترین تحلیل‌ها، A19 پرو ۱۰ درصد و A19 حدود ۹ درصد مساحت دای (Die Area) کوچک‌تری از A18 پرو و A18 دارند. این کاهش اندازه درحالی رخ داده است که نسل جدید هسته‌های عملکردی قوی‌‌تری ارائه می‌دهد و فضای بیشتری برای هسته‌های کارآمد (E-Core) و واحد پردازش گرافیکی (GPU) اختصاص داده است.

نکته درخورتوجه این است که نود جدید ۳ نانومتری N3P شرکت TSMC، تنها ۴ درصد کاهش مساحت را در مقایسه با نود قبلی N3E ارائه می‌دهد. این موضوع نشان می‌دهد که اپل به‌تنهایی با تکیه بر پیشرفت لیتوگرافی، به این دستاورد نرسیده است.

تیم طراحی تراشه اپل با به کارگیری نوآوری‌های طراحی هوشمندانه، این تفاوت چشمگیر را ایجاد کرده است. سمی‌آنالیز گزارش می‌دهد که حافظه کش SLC (SLC Cache) در A19 بدون تغییر و همان ۴ مگابایت (مانند A18) باقی مانده؛ اما اپل موفق شده است با بهینه‌سازی، این بخش را در مساحت دای کمتری جای دهد؛ از ۱/۰۸ میلی‌مترمربع در تراشه قدیمی‌تر به ۰/۹۸ میلی‌متر مربع در تراشه جدیدتر.

نمودار خطی که روند تغییر اندازه سطح (Die Size) تراشه‌های سری A اپل را از مدل A4 تا A19 مقایسه می‌کند.

مهندسان کوپرتینویی‌ها از چیدمانی کارآمدتر برای مساحت باقی‌مانده‌ای استفاده کرده‌اند که پردازنده سیگنال تصویر (ISP) و موتور رسانه و سایر اجزا اشغال می‌کند. این بهینه‌سازی فضای اضافی را برای هسته‌های کارآمدی و ناحیه GPU فراهم کرده است.

هسته‌های عملکردی در A19 و A19 پرو که با فرکانس بیشتری کار می‌کنند، ۴ درصد کوچک شده‌اند. این موضوع ممکن است دلیل نبود تفاوت عمده در اندازه کلی این هسته‌ها را در مقایسه با هسته‌های عملکردی A18 و A18 پرو توضیح دهد. آنچه اپل با هسته‌های کارآمدی خود به دست آورده، بسیار مهم است؛ زیرا تغییرات معماری گسترده در A19 پرو به آن اجازه داده است تا بهبود عملکردی تا ۲۹ درصد را بدون تقریباً مصرف انرژی اضافی ثبت کند.

نقشه دقیق و رنگی از معماری داخلی یک تراشه اپل با برچسب‌گذاری بخش‌هایی مانند هسته‌های GPU، حافظه کش و موتور عصبی.

Wccftech می‌نویسد که هسته‌های کارآمدی، نه‌تنها به دستاوردهای چندهسته‌ای A19 پرو کمک می‌کنند؛ بلکه با ارتقاهای بزرگ در کارآمدی، تراشه پرچم‌دار آیفون اپل عنوان بهترین معیارهای عملکرد به‌ازای وات را در بنچمارک گیک‌بنچ ۶ برای چیپست‌های پرمیوم نسل فعلی حفظ می‌کند.

سال آینده نیز پر از شگفتی‌ها خواهد بود؛ زیرا انتظار می‌رود چیپست‌های A20 و A20 پرو اپل با لیتوگرافی ۲ نانومتری TSMC ساخته شوند. جهش از ۳ به ۲ نانومتر، پیشرفت‌های تکنولوژیکی شگرفی به ارمغان خواهد آورد که نه‌تنها به‌لطف لیتوگرافی بهبودیافته، بلکه با نوآوری‌های طراحی اضافی نیز ممکن خواهد شد. پیش‌بینی می‌شود که همین رویکرد در تراشه‌های M6 نیز اعمال شود.