iPhone 6s 處理器、內(nèi)存與無線通信芯片分析

關(guān)鍵詞： 處理器 , 內(nèi)存 , 無線通信芯片 , iPhone6s

Apple 在近期的新品發(fā)布會上發(fā)布了 iPhone、iPad Pro、Apple TV 與新一代 Apple Watch 操作系統(tǒng)，可謂歷年來產(chǎn)品最豐富的一次，本文主要將對占蘋果營收 6 成以上之 iPhone 產(chǎn)品內(nèi)部核心主要芯片做些討論，包含處理器、內(nèi)存與無線通信芯片等。

本代 iPhone 延續(xù)過去傳統(tǒng)命名為iPhone 6s，在外型上維持與 iPhone 6 相同之 4.7 寸與 5.5 寸，分辨率也不變，故屏幕PPI也相同。iPhone 6s 最大的特色為增加了 3D Touch，此源自 Apple Watch 所使用的 Force Touch 功能經(jīng)持續(xù)改良，增加使用者體驗(yàn)（User Experience）效果，在外觀顏色方面，除了原本 iPhone 6 顏色外，另外增加了與過去傳聞相同的玫瑰金色。主要相機(jī)模塊分辨率也大幅增至主相機(jī) 1,200 萬像素，前置相機(jī)也同步增至 500 萬像素。而扮演 iPhone 內(nèi)部核心主要運(yùn)算功能的芯片部分，以下將討論與前一代 iPhone 6 最大差異。

A9 采用新晶體管架構(gòu)

iPhone 6s 內(nèi)新一代 A9 應(yīng)用處理器（Application Processor/AP）采用新晶體管架構(gòu)（New Transistor Architecture），由于 iPhone 6 內(nèi) A8 處理器為使用臺積電之 20 nm bulk 晶體管工藝，所謂新晶體管架構(gòu)很可能為鰭式晶體管（FinFET），可能代工廠商為臺積電之16 nm或是三星之 14 nm 工藝。隨著晶體管工藝持續(xù)微縮，閘級氧化層（Gate Oxide）厚度越來越薄，從閘級漏出的電流將越來越大，對于個人行動裝置的待機(jī)（Standby）時間造成嚴(yán)重威脅，F(xiàn)inFET 利用多維（multi）或三維閘級去控制（Control）電流。Intel 在 2X nm 已開始使用 FinFET，目前已全面商業(yè)化至其微處理器產(chǎn)品中。臺積電與三星則在 1X nm 全面導(dǎo)入 FinFET。

A9 效能全面升級
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Apple 表示 A9 的中央處理單元（Central Processing Unit/CPU）將較 A8 快 70%，由于 A9 應(yīng)該還是與 A8 采用相同 ARM v8 指令級架構(gòu)，A9 很有可能使用與 iPad Air 2 的 A8X 相同的 3 核心。而 A9 之圖形處理單元（Graphic Processing Unit/GPU），根據(jù) Apple 宣稱效能將比 A8 增加 90%，故應(yīng)該可能也與 A8X 相同采用 8 核心客制化（Customization）之 PowerVR 架構(gòu)，A9 此次主要特色為透過 FinFET 的導(dǎo)入降低面積與改善散熱，再加上電路優(yōu)化來達(dá)到全面效能升級的效果。
內(nèi)存加大、支持 4K 錄像
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iPhone 6s 后制主鏡頭可支持 4K 錄像。4K 分辨率為 Full HD 的 4 倍（2×2），像素（Pixel）可達(dá) 800 萬。由于手機(jī)儲存容量不若大型錄像或是單眼器材，通常在錄像時會先經(jīng)過基本壓縮處理，如DCT等，再加上原本 AP 內(nèi)通常整合 CPU 與 GPU，手機(jī)內(nèi) DRAM 需要共享傳統(tǒng)主存儲器與 Frame Buffer，再加上操作系統(tǒng)傳統(tǒng)運(yùn)作需要，iPhone 6s 對整體手機(jī)易失存儲器需求大增，故 iPhone 6s 內(nèi)部 DRAM 使用量很可能從原本 iPhone 6 之1GB LPDDR3 增加至 2GB LPDDR4。

可能首次運(yùn)作在 iPhone 的 LPDDR4，估計(jì)速度為 3200 Mbps。LPDDR 與傳統(tǒng) DDR 最大差別為低功耗，由于功耗與電壓平方成正比，LPDDR4 使用 1.1 V 較 LPDDR2/LPDDR3（1.2V）為低，故可以提升 iPhone 6s 待機(jī)時間。LPDDR4 另外一個重要新改變?yōu)樵?Die 上使用雙通道（Dual Channel）。

傳統(tǒng)雙信道早期使用在系統(tǒng)上，由 DRAM 控制器掌控，LPDDR4 在 Die 上使用兩側(cè) Pad 運(yùn)用雙通道存取，將原本儲存數(shù)組（Array）至Pad之關(guān)鍵路徑（Critical Path）理論上縮短一半，可以提升 LPDDR4 的速度，并改善訊號完整性（Signal Integrity）。目前擁有 LPDDR4 產(chǎn)品的廠商中，最大單一 Die 容量為 8Gb，以 iPhone 6s 所使用 2GB 為例，由于其Form Factor 較 iPad Air 2 等平板計(jì)算機(jī)為小，推測應(yīng)該堆棧兩顆Die還是以傳統(tǒng) PoP（Package on Package）方式在封裝于 A9 處理器上，而非如 iPad Air 2 獨(dú)立（Discrete）在外面。

更快的 LTE 速度
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iPhone 6s 發(fā)表會提到更快的 LTE-Advanced（LTE-A），由于 iPhone 6 已經(jīng)使用高通（Qualcomm）公司的 MDM 9625M，其已經(jīng)支持 Category 4（Cat. 4），日常生活使用中，人們通常注重下載（Download）大于上傳（Upload）速度，在 3GPP Specification 當(dāng)中，比 Cat.4 更快的下載速度為 Cat.6，故 iPhone 6s 可能使用 MDM 9635M。Cat.6 支持兩個載波單位（Carrier Component/CC）之載波聚合 （Carrier Aggregation），每個 CC 最大為 20MHz 帶寬，較前一代 iPhone 6 速度 150Mbps 增加為 300Mbps。（MDM 9625M 支援 Cat.4 單一 CC 最大 20MHz，或者可聚合 2 個各最大 10MHz 之載波）。

許多國家 LTE-A 網(wǎng)絡(luò)已陸續(xù)開臺

iPhone 6s 開始支持 300Mbps 之 LTE-A 網(wǎng)絡(luò)原因?yàn)樵S多國家電信商已經(jīng)陸續(xù)開臺。根據(jù)全球行動供貨商協(xié)會（Global mobile Suppliers Association/GSA）統(tǒng)計(jì)，目前已經(jīng)有超過 15個 國家包含德國、芬蘭、日本等超過 20 多個電信營運(yùn)商發(fā)表 Cat.6 網(wǎng)絡(luò)，例如日本第一大電信 DoCoMo 在今年 2 月宣布正式 LTE-A（Cat.6）網(wǎng)絡(luò)開臺，最大下載速度為 225Mbps。

Wi-Fi 首次使用 MIMO

在 iPhone 6 首次進(jìn)入 IEEE 802.11ac 之后，Wi-Fi 速度已經(jīng)較前一代 iPhone 5s 所使用 的 IEEE 802.11n 多出不少，可達(dá) 433Mbps，iPhone 則首次使用 2×2 之 MIMO （Multiple Input Multiple Output）技術(shù)，其利用空間多任務(wù)原理，在 iPhone 6s 多增加 1 根 Wi-Fi 天線，可以達(dá)到 2 倍最大傳輸速度 866Mbps。由于材料成本（BOM）以及天線干擾因素，MIMO 在手機(jī)上設(shè)計(jì)較為困難，通常會以 OFDM 中常見增加可用頻譜等載波聚合方式增加傳輸速度，Apple 在 iPhone 金屬外殼與天線效應(yīng)的取舍（Trade Off）有其獨(dú)到之處。至于其他近場通訊技術(shù)（NFC）與藍(lán)牙（Bluetooth）則維持不變。

傳統(tǒng)用戶體驗(yàn)大于硬件效能追求

此次 iPhone 6s 所新增加的功能還是維持 Apple 傳統(tǒng)，不過度追求新技術(shù)，而較重視使用者體驗(yàn)。例如早已有許多競爭對手如 Sony 在 Z2 時即以支持 4K2K 錄像，而幾乎所有競爭對手都早已使用 2GB DRAM，甚至 3GB。采用高通 810 芯片組之手機(jī)甚至已經(jīng)支持到 Cat.9，而新增速度的 iPhone 6s還在 Cat.6。屏幕分辨率方面也是落后對手一大截，前陣子 Sony 發(fā)表的 Z5 Premium 更是在同樣 5.5 吋大小裝進(jìn)了 4K2K 的屏幕，PPI 整整較 iPhone 6s Plus 高出一倍。即使如此，Apple還是按其重視使用者體驗(yàn)的策略對于軟硬件整合的流暢度以及納入 3D touch 的使用者體驗(yàn)來服務(wù)消費(fèi)者，維持其傳統(tǒng)步調(diào)。 ?