Apples A8: Vierkern-Grafikprozessor und SoC von TSMC im iPhone 6

Nach den Geräten selbst ist nun auch das SoC der neuen iPhones zerlegt. Dabei zeigt sich, dass Apple nicht wie von manchen Beobachtern erwartet eine besonders schnelle GPU verbaut hat. Dafür ist der A8 aber offenbar in einem sehr modernen Prozess gefertigt und stammt nicht von Samsung.

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Das A8-SoC des iPhone 6
Das A8-SoC des iPhone 6 (Bild: Chipworks)

Die lange schon geäußerten Gerüchte über einen zumindest teilweisen Wechsel des SoC-Lieferanten für iPhones scheinen sich zu bewahrheiten: Das A8-SoC von iPhone 6 und iPhone 6 Plus stammt von TSMC, wie Chipworks und Anandtech in einer gemeinsamen Analyse herausgefunden haben. Darauf deuten Vergleiche mit anderen bekannten TSMC-Produkten hin, unter anderem Qualcomm-Designs. Demnach wurde zumindest der untersuchte A8 im 20-Nanometer-Prozess in Taiwan gefertigt. Dass Apple einen Teil der Produktion auch an andere Auftragshersteller vergibt, wie beispielsweise Samsung, ist dadurch aber nicht ausgeschlossen.

Klarer zu erkennen sind auf den Fotos des Chips, der schichtweise abgetragenen wurde, die beiden 64-Bit-Kerne der CPU mit Apples Cyclone-Architektur sowie die 4 MByte L3-Cache, die auch schon der A7 bot. An den Prozessor-Cores selbst will Apple aber Verbesserungen vorgenommen haben, die mehr Rechenleistung bringen sollen. Noch nicht bekannt ist die Größe der L1- und L2-Caches. Beim A7 gab es einen gemeinsamen L2-Cache von 1 MByte. Chipworks vermutet, dass der A8 getrennte Caches sowohl für L1 wie L2 besitzt, was ebenfalls mehr Tempo erzeugen könnte.

  • Das A8-Package, nachdem das darüber liegende DRAM (PoP) entfernt wurde. (Bild: Chipworks)
  • Dies von A7 und A8 im Vergleich. (Bild: Chipworks)
Dies von A7 und A8 im Vergleich. (Bild: Chipworks)

Als GPU dient offenbar der PowerVR GX6450 von Imagination mit vier Rechenwerken. Da Apple bei der Vorstellung der iPhones von einer um 50 Prozent gestiegenen Leistung der Grafikeinheit gegenüber der des A7 gesprochen hatte, war von einem GX6650 ausgegangen worden, der sechs Shader-Cluster bietet. Anandtech ist sich aber recht sicher, dass die kleinere GPU verbaut wurde.

  • Das A8-Package, nachdem das darüber liegende DRAM (PoP) entfernt wurde. (Bild: Chipworks)
  • Dies von A7 und A8 im Vergleich. (Bild: Chipworks)
Das A8-Package, nachdem das darüber liegende DRAM (PoP) entfernt wurde. (Bild: Chipworks)

Wohl unter anderem durch diesen Kniff konnten die Chipdesigner die Die-Größe von 104 auf 89 Quadratmillimeter verkleinern. Dafür kann nicht allein der Wechsel von 28- auf 20-Nanometer-Fertigung verantwortlich sein, denn vor allem der große L3-Cache wird bei einer Änderung der Strukturbreite nicht im selben Masse kleiner wie die Logik-Einheiten. Die dafür nötigen SRAM-Zellen lassen sich in der Regel nicht gleich gut skalieren wie die Rechenwerke. Das zeigt sich auch in den Vergleichsfotos von A7 und A8.

Gut ein Drittel der Die-Fläche des A8 ist aber noch nicht identifiziert. Hoch integrierte SoCs wie der A8 bestehen nicht nur aus den leicht zu erkennenden Kernen für CPU und GPU sowie den L3-Caches, sondern auch aus vielen I/O-Einheiten für die restlichen Komponenten eines Smartphones. In den kommenden Wochen ist mit weiteren Analysen des Chips zu rechnen.

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