Очень странный корпус микропроцессора A12X от Apple

Автор оригинала: Dick James
  • Перевод
В рекламном видеоролике нового iPad Pro, показанном в октябре, присутствует последовательность кадров, на которой планшет как бы собирается из компонентов. Будучи большим любителем расковыривать электронику, я наснимал из ролика кадров, на которых демонстрируется заполнение материнской платы компонентами, и вот один из них:


В центре, предположительно, находится A12X; однако выглядит он, как полкорпуса, рядом с которым стоят, возможно, парочка корпусов DRAM. Увеличиваем и получаем следующее:



Изображение пикселизировано, но выглядит, как половина корпуса BGA с металлической крышкой, рядом с которой стоят два корпуса DRAM. Маркировка A12X отсутствует, но в iPad Pro обычно используется BGA с крышкой для чипов серии A-X, и корпуса рядом с ним выглядят настоящими, очень похожими на Micron DRAM – хотя всё это довольно неразборчиво.

Поскольку всё это выглядело, как очередная инновация в области корпусов микропроцессоров от Apple, без каких-то публичных объявлений, как это обычно и бывает, и поскольку это было просто рекламное видео с запуска продукта, которое может отличаться от реальности, я держал свои рассуждения при себе, пока на TechInsights не сделали обзор с разбором.



Они подтвердили, что то, что было показано в ролике – необычный корпус от A12X.



При ближайшем рассмотрении можно увидеть наличие двух SK Hynix LPDDR4 DRAMs (H9HCNNNBRMMLSR-NEH, в сумме 4 ГБ) рядом с BGA-корпусом с крышкой на специально изготовленной подложке, укреплённой на материнской плате


Размеры корпуса ~ 23,8 x 26,3 мм.

Они также сняли сборку с материнской платы, и теперь мы можем взглянуть на основание.

Из интереса я посмотрел и разборку от iFixit, и платы выглядят абсолютно одинаково, но в их варианте там стояла Micron DRAM (Micron MT53D256M64D4KA, 4 ГБ) вместе с A12X, что отражает наличие у Apple различных поставщиков памяти. В обоих вариантах используются 2 х 16 Гб, которые могут представлять собой 2 кристалла по 8 Гб или, возможно, 4 х 4 Гб.



Можно видеть, что у двух частей A12X одинаковый номер APL1083 и даже один код даты 1834, но более подробные номера устройств немного отличаются – у экземпляра от TechInsights это 339S00567, а у iFixit — 339S00569.

В TechInsights также сделали рентгеновский снимок, и тень от термоинтерфейса (кремний почти прозрачен для рентгеновских лучей) даёт нам примерный размер кристалла в ~10.4 x 13.0 м (~135 мм2). Под крышкой, судя по всему, находятся пассивные керамические компоненты, и, скорее всего, четыре кремниевых конденсатора на подложке. И хотя рентген подтверждает наличие трёх корпусов на общей подложке, довольно странно, что у BGA не видно шариков припоя.



Корпуса DRAM явно демонстрируют узор припоя, сливающийся с подложкой; а под чипом Apple такого нет. Я могу придумать пару причин для этого: у корпуса A12X точно такая же решётка из шариков, как у подложки (маловероятно); это реально BGA с крышкой соединённый по технологии флип-чип с подложкой под подрезанной металлической крышкой, а рядом с ним установлена память FBGA.



Судя по фотографии выше, сделаной в перспективе, правильным будет последний вариант. На переднем плане видно Micron DRAM, а крышка корпуса A12X находится прямо на подложке, как в стандартном корпусе BGA с крышкой.

В мобильных телефонах DRAM и процессор располагаются в конфигурации package-on-package (PoP) с самого первого iPhone – это позволяет экономить место и уменьшает задержки в общении процессора и памяти. Тепла излучается относительно мало, поэтому теплопередача при вертикальном расположении корпусов не представляет проблемы. В планшетах они выделяют больше тепла, а место ограничено не так критично, поэтому у процессоров обычно бывает корпус с крышкой, а DRAM находится неподалёку на материнской плате. На следующем фото системы A10X видно, что я имею в виду.



Однако при таком раскладе задержки доступа к памяти должны быть дольше, и в данном контексте мы ожидаем, что память будет находиться на той же подложке по системе флип-чип. Хотя лично я ожидал сначала увидеть такое расположение в телефоне, где оно помогло бы уменьшить высоту корпуса.

Это был бы корпус вида 2.5D, но для Apple технология кремниевых интерпозеров или EMIB от Intel скорее всего была бы слишком дорогой. Органические интерпозеры дешевле, но технология пока слишком молода для коммерческого использования.

И тут представлен компромисс – взяли BGA с крышкой, отрезали половину крышки, и поместили корпуса памяти на ту же самую подложку от BGA. Преимущества – хорошее рассеивание тепла и близкое расположение памяти к процессору, а также, вероятно, самый дешёвый вариант. Память флип-чип на подложке для модели с 4 ГБ, скорее всего, потребовала бы двух кристаллов по 16 Гб, которые, если бы они и были, стоили бы дороже.

Чтобы узнать, что происходит на самом деле, придётся подождать, пока одна из компаний, занимающихся аналитикой, не покажет нам срез. Так что мы были правы – и получили очередной инновационный корпус микропроцессора от Apple!
Поддержать автора
Поделиться публикацией

Комментарии 69

    +7
    Был когда-то у Altera такой концепт FPGA c прямым подключение оптики. Тоже крышку подрезали, выглядело вполне необычно. Но в серию, по-моему так и не пошло.
    фото
    image
    image
      0
      Пускай там 2.5-10 Гбит/с по оптике. Точно любой современный проц не имеет более быстрой шины?
        +2

        2012 год и 100G, а не 2.5-10

          –1
          Хорошо. На 100 метров мы проведем хоть 100G, правда не уверен, что это будет «тонкий кабель для контакта с FPGA». Все же SFP это хотя бы 4-5 мм высоты и в разы больше в длину.
            +1
            Такую «шину» можно использовать для внутренних коммуникаций, не обязательно все 100G выводить наружу. Уже не 100 метров, а десятки миллиметров.
              0
              Ну я 100G никогда в руках не держал. Может это просто 40 штук оптоволокна (как обычное тянет 2.5G) в общей защитной оболочке (+ жесткая ось).
      +1
      Иннова́ция, нововведе́ние — это внедрённое новшество, обеспечивающее качественный рост эффективности процессов или продукции, востребованное рынком. Является конечным результатом интеллектуальной деятельности человека, его фантазии, творческого процесса, открытий, изобретений и рационализации.
      Предмет статьи — очередной костыль, спрятанный на сей раз под капотом, в отличии от «чёлки», которая тоже костыль, но снаружи. И которую которую собезъянничали куча производителей производителей, точно так же неправильно поняв слово инновация.
      Когда костыли становятся модой и преподносятся, как технологическое достижение это плохо, на самом деле. Предмета для восторгов тут быть, не должно, как мне кажется.
        0
        Про челку, просто, ради любопытства, куда бы Вы дели кучу датчиков и камеру на передней панели устройств, у которых вся она занята экраном?
          +3

          И не забывайте про маркетинговую функцию — с пропажей кнопки «хоум», нужно было как-то оставить «лицо» ифона узнаваемым.

            0
            Кнопка на передней панели только у айфонов же была, как и челка, да?
              +1
              Айфон всегда можно было на 100% отличить от других телефонов. С остальными производителями это уже не настолько частое явление
                –3
                Т.е. вы подтверждаете, что утвержения Apple о том, что их дизайн тырят, это ложь? Ведь все остальные телефоны от Apple отличаются.
                0
                Кнопка на передней панели только у айфонов же была

                Самсунги?
                  0
                  Это был сарказм.
              +12
              Похоже, маркетинговые мантры Apple реально работают. ))
              Как бы она кому ни нравилась (в чем, сомневаюсь, кстати), но «чёлка» — это костыль, прикрытый мощными вливаниями в формирование общественного мнения.
              Вот, например, Вам от ровной, не занятой экраном, полоски в 3-4 мм сверху реально хуже на душе, чем от ущербной неправильной формы выемки там же? Или тут всё-таки срабатывает коллективное бессознательное, о принадлежности к какой-либо группе обладателей «особенных устройств»? Есть же реально красивые варианты аппаратов без этой вынужденной полоски. Инновации тут нет. Есть прикрытый маркетингом костыль.
                0
                Тут просто 2 варианта, либо делать полоску(я бы выбрал этот вариант, собственно по-этому челко-фонами и не пользуюсь), либо делать экран во всю площадь, но не жаловаться на челку, потому что волшебства не бывает, где-то все датчики и камера должны находиться, но тогда и не сравнивать друг с другом эти 2 вида телефонов, с челкой и с полоской на всю ширину.
                  0
                  image
                  Есть и третий вариант со слайдером.
                    +1
                    А можно без фронтальной камеры? Я бы первым в очередь за таким встал. Если еще и без моноброви само-собой.
                      0
                      Боюсь что таких желающих слишком мало, чтобы на это расчитывать. С фронтальной камерой в целом и ту и ту группу устраивает, без фронтальной одна группа будет недовольна.
                      p.s. На вскидку, не помню ни единого раза, когда пользовался фронтальной камерой в телефонах.
                        0
                        Вот и я не помню… Когда ее убирают за слайдер — выглядит интересно. Но те смартфоны меня по другим параметрам не устраивают, к сожалению.
                          0
                          Селфи?:)
                            0
                            Я знаю людей, которые ни разу не делали селфи (например себя).
                              0
                              Я делал. У меня в мобилке отличная камера — 307 кп.
                      0
                      Ну мне, например, реально нравится чёлка потому, что на неё вынесены всякие постоянные иконки и часы, а для контента остаётся больше места.
                        0
                        читаю комменты про дисплей смартфона. а ощущение как будто дамы рюшечки и бантики у бального платья обсуждают.
                        Мне вот как-то все равно, челка не челка… может толстокожий я)))
                          0
                          Тут многие не конкретно дисплей смартфонов обсуждают, кто-то просто пишет ради «Apple гавно», «вы все зомби-фанаты Apple, а я особенный»
                        0
                        Ну, справедливости ради, если пожертвовать ценой, вполне можно было выделить несколько квадратиков 30х30 пикселей на дисплее (условно, я не знаю какой там размер пикслей), выделенных исключительно под датчики и камеру, но при этом обрамлённых светоизлучающими пикселями.

                        Другой вопрос, что это в интерфейсе всё-равно как-то пришлось бы обыгрывать, но ведь сам факт, что можно было и без этой моноброви сделать, вопрос стоило бы подобное удорожание полученного эффекта.
                          +1
                          Я бы поспорил, уж лучше полоска сверху или монобровь, но не дырявый(а дырок там прилично выходит, плюс у каждой своя какая-никакая, но каемка) экран. Плюс, мне кажется, замена такого чуда экрана стоила бы дороже нового телефона.
                          p.s. А как под эти дырки дизайн интерфейсов делать, вообще отдельные приключения получаются.
                            0
                            Дисплеи с перфорацией — тренд 2019 года, это уж точно. Как такое приживётся — вот главный вопрос. Одно дело когда нет кусочка дисплея, другое дело когда в нём дырка. Да и стоит такое решение отнюдь недёшево. Самое перспективное решение — спрятать всё под экран. Такое возможно только с OLED (к слову у Samsung уже есть такая технология, UPS), да и в смарт-часах Samsung Gear S3 прямо под дисплей встроен датчик освещения (кто вспомнит Motorola Moto 360, где для него был вырез?), и его можно разглядеть, если осветить экран мощным источником света под определённым углом.
                              0
                              Камеру так и так не получится под экран спрятать.
                                0
                                Ну, вот с этим я поспорю. Ничего не мешает сделать прозрачный дисплей (такие давно есть), и под него засунуть камеру. Примерно так сейчас делают с дырявыми экранами, там единый кусок подложки, просто в этом месте нет активных светодиодов (а вот сенсорный слой присутствует). Проблему можно решить кучей способов, вопрос только в цене.
                                Сканер отпечатков пальцев под дисплей засунуть смогли же, а ведь он ОПТИЧЕСКИЙ. По сути в этой области AMOLED дисплей прозрачен и пропускает свет (а его излучает сама OLED панель), который отражается от пальца при считывании.
                              +2
                              Мне вообще никак не мешает вынос сенсоров выше дисплея, как в «классических» компоновках, а вся эта истерия по поводу «моноброви» кажется дурью натуральной, я хз чё тут спорить.
                            +1

                            Ну, я человек простой, прагматичный, различные эстетические веяния мне далеки, поэтому я бы просто предпочел оставить все как было — полоска корпуса над экраном, где всё и расположено. 3-5мм над экраном явно бы не привели к ужасным последствиям. Можно было бы возразить, что в этим "уши" между "монобровью" можно впихнуть что-нибудь полезное, но вот только согласно гайдлайнам от Apple — не стоит.


                            Заголовок спойлера

                            image


                            И если в iOS с этим может быть можно мириться (я не имею опыта, не могу судить), возможно инструменты разработки могут помочь верстальщикам не залезать в эти области, да и сама iOS ничего не будет там выводить (уведомления, например), то с бездумным копированием производителями Android-устройств все хуже. Размеров экранов и этих "челок" много и тут уже нельзя быть уверенным, что ничего не попадет в отсутствующие области экрана.

                              0
                              > Можно было бы возразить, что в этим «уши» между «монобровью» можно впихнуть что-нибудь полезное, но вот только согласно гайдлайнам от Apple — не стоит.
                              Тут имеются в виду интерактивные элементы — кнопки и т.д. Сам контент спокойно выводится на весь экран (по гайдам это ок). Сверху и снизу добавляются отступы чтобы в минимальном и максимальном смещении страницы контент входил в Safe Area, при этом в середине скрола контент выводится на всю страницу без учета Safe Area. Выглядит хорошо.
                              А вообще в «уши» в 90% времени выводится время (в левое) и прочие иконки (в правое).
                            • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                              0
                              За что комментатора минусите, товарищи.
                              Из статьи:
                              Так что мы были правы – и получили очередной инновационный корпус микропроцессора от Apple!

                              Из комментария:
                              Предмет статьи — очередной костыль, спрятанный на сей раз под капотом

                              Комментарий звучит правдоподобней. ИМХО.
                                0
                                При любом холиваре, стороны очень болезненно и нервно реагируют на любые попытки очернения объекта своего поклонения, в не зависимости от объективности аргументов или любых других доводов.
                              +6
                              Да и называть корпус инновационным, конечно нельзя. Память на одной подложке с CPU или GPU ставили давно.
                              GPU+RAM
                              image
                              image
                                0
                                Статья просто про необычную крышку. Такой больше нет ни у кого.
                                Кстати, вас не затруднит показать именно CPU+DDR на одной подложке?
                                Fujitsu A64FX + 32GB HBM2 был показан позднее чем A12X
                                twitter.com/iancutress/status/1062395376483864585
                                  0
                                  — Статья про то, что любое движение Apple фанаты радостно принимают и награждают эпитетами «Инновация», «Прорыв» и т.п., не принимая при этом никакой критики. )
                                    +2
                                    Ок, с CPU я может немного маху дал. Хотя формально NEC SX-Aurora TSUBASA был в 2017 представлен. Там тоже CPU + HBM2. С другой стороны, у на A12X всё таки не кристаллы памяти разварены на подложке, а напаяны дискретные микросхемы. А если вспомнить, то это идеологически чем-то похоже на Package on package, который тоже был давно и даже у самой Apple.
                                  +1
                                  «Подрезанная» крышка выглядит максимально странно, будто реально ее просто в гараже отрезали от имеющейся полноценной крышки ))
                                  Конечно же если ближе присмотреться, то видно что она фабрично изготовлена.
                                    +2
                                    Почти мечта поэта. А было бы здорово, кристалл процессора, и пара кристаллов DDR на одной BGA подложке. Добавляй накопители и периферию по вкусу. Ну, еще PMIC снаружи подвесь — и вот оно, счастье разработчика.
                                      +3
                                      image
                                      Вот так?
                                        +1
                                        Не считается, потому как это не CPU и память не DDR ;)
                                          +1
                                          А чем Вам GPU не вычислительное устройство как и CPU? А чем HBM Вам не DRAM? Дело не в самом вычислительном устройстве, а в его упаковке.
                                            0
                                            Потому что в посте выше говорилось про CPU и DDR память. Ежа на ужа не нужно натягивать. К тому же процессор с HBM2 памятью я упомянул выше.
                                            0
                                            Flip-chip на несколько кристаллов:
                                            image
                                            image
                                            image
                                            ничего нового.
                                            Или то же самое, но под общей теплораспределительной крышкой:
                                            image
                                            0
                                            Самое спорное и дорогое решение… HBM в первой реализации был далеко не фонтан. В то время NVIDIA GeForce GTX 980 Ti со своей «старой» GDDR5 спокойно обставлял AMD Radeon Fury.
                                              +1
                                              Ну конечно AMD-шники специально поставили HBM чтобы было дорого и плохо :)
                                              На самом деле по ключевым параметрам, кроме ROP, FuryX (да и обычный тоже) намного превосходит 980Ti. Но микроархитектура Fiji / драйверы не смогли в полной мере задействовать это преимущество. Более того, не секрет что производители игр на PC в основном разрабатывают на nvidia и оптимизируют в первую очередь под эти чипы.
                                              Без HBM отставание было бы ещё больше.
                                              980ti | Fury X
                                              Bandwidth 336.6 | 512 GB/s (152%)
                                              Pixel Rate 103.3 | 67.20 GPixel/s (65%)
                                              Texture Rate 189.4 | 268.8 GTexel/s (142%)
                                              FP32 (float) 6060 | 8602 GFLOPS (142%)
                                              FP64 (double) 189.4 | 537.6 GFLOPS (188%)
                                                +1
                                                Стоит вспомнить что же из себя представляет архитектура NVIDIA Maxwell. По сути это частично урезанная и оптимизированная NVIDIA Kepler. Было это сделано из-за того, что NVIDIA осталась на том же техпроцессе 28 нм. Тут она внедрила тайловый рендеринг, к примеру, ещё больше раздробила кластеры и базовые вычислительные блоки. А вот с играми я не вполне согласен. Много проектов сначала пишут на консоли (а там только AMD), после чего их «портируют» на PC. И даже в таком случае NVIDIA умудряется быть впереди.
                                                В итоге AMD, со стратегией грубого наращивания мощности, проиграла. Решение NVIDIA с заведомо более простым кристаллом и меньшим количеством вычислительных блоков, не говоря уже о меньшем энергопотреблении, обставляет суперкрутую AMD Radeon R9 Fury X. На счёт грубой вычислительной мощности — тут AMD конечно впереди, особенно с FP64 (видеокарты для смертных от NVIDIA начиная с поколения Maxwell дают лишь 1/32 вычислительную мощность для FP64, то есть 1/32 часть всех ядер CUDA поддерживает FP64), но мы же хотим FPS, а не TFLOPS. :) Во всех случаях кроме этого, AMD отстаёт, а иногда значительно отстаёт.
                                                  +1
                                                  Много проектов сначала пишут на консоли (а там только AMD), после чего их «портируют» на PC. И даже в таком случае NVIDIA умудряется быть впереди.

                                                  Вот пример игры, оптимизированной под xbox:
                                                  wccftech.com/forza-horizon-4-pc-graphics-card-performance-comparison-and-core-scaling
                                                  В изначально мультиплатформенных играх на каждую платформу свои оптимизации, и имеет смысл выбирать наиболее популярные чипы.
                                                    0
                                                    В итоге AMD, со стратегией грубого наращивания мощности, проиграла.


                                                    Бюджетная видяха HD 4850 при процессоре Athlon II X3 3.1 GHz тянула где-то 40-45 фпс в «консольной» игре 2010 года в разрешении 1280x1024 — это 800 «грубой мощности» на чатсоте 625 МГц. Конечно GF 760 тянул эту игру в FullHD на 60 фпс, а физику игры считал без проблем i5 4670.

                                                    По поводу FP64. Как я знаю, у Радеон начиная с каких-то видях было на 5 конвейеров 1 модуль двойной точности, но где-то после поколения 5870 его убрали.
                                              +2
                                              Давно уже есть такое. Смотрите, например, V3s. Там всё вообще внутри корпуса.
                                                0
                                                Такой есть, Octavo.
                                                +2
                                                Apple как всегда изобрела велосипед… Любители проприетарных решений. Ждём теперь HBM в качестве DRAM, и всё на одной подложке.
                                                Интересно, кто занимается упаковкой Apple A12X, TSMC?
                                                  +3
                                                  Тут не велосипед.
                                                  Попробуйте теперь перепаять память в огрызке.
                                                    +4
                                                    После того что я узнал, что у яблофонов есть специальный (!) чип «Anti Rollback», запрещающий откат ПО и замену компонентов на железном уровне, я не удивляюсь уже ничему.
                                                  +8
                                                  Вот, что такое инновация:
                                                  image
                                                  image
                                                  image
                                                  image
                                                  HPC процессор Intel Xeon Phi 7290 with integrated Intel Omni-Path. Тут тебе и 16ГБ Micron MCDRAM (так Micron называет HBM2) в одном корпусе с монструозным 14nm FinFET кристаллом, и в довесок интерфейс Intel Omni-Path с контроллером и коннктором, тоже в этом корпусе.
                                                    +1
                                                    А в чём тут «инновации» в упаковке?
                                                    Обыкновенный FCBGA c несколькими кристаллами.
                                                    Размер — не признак качества :-D

                                                      +1
                                                      Ну, хотя бы сложность самой упаковки. Интерконнект и всё остальное. Это не самое простое и дешёвое решение.
                                                        0
                                                        Не самое дешёвое, несомненно, но ничего нового тут нет.
                                                        «Инновация в упаковке» это InFO-WLP, например (то, что сейчас использует Apple)
                                                        www.hotchips.org/wp-content/uploads/hc_archives/hc28/HC28.23-Tuesday-Epub/HC28.23.50-Interconnects-Epub/HC28.23.511-16nm-256bit-Lin-TSMC.MS-V03.pdf
                                                        стр 6-7

                                                        Кстати у IBM прикольнее MCM-ы en.wikipedia.org/wiki/POWER5 были.
                                                          0
                                                          Да, интересные решения. Мне к примеру понравилось решение у NVIDIA GV100.
                                                          image
                                                          Упаковка реально интересная, и, если я не ошибаюсь, отказались от кремниевого интерпозера, который был в AMD Fiji, он тут иной. Есть ещё Intel + AMD SoC'и — Intel Core i7-8809G. Реализовать на такой подложке и линии PCIe 3.0 x4 и линии HBM2 действительно похвально. Правда чипсет сюда уже не поместился, хотя это и не сюрприз, тут используется LCC кристалл от S серии, Intel Core i7-7700K к примеру.
                                                          image
                                                          Непростая упаковка и у последних процессоров Intel Extreme — Intel Core i9-7980XE.
                                                          image
                                                    –5
                                                    «Взвесьте мне процессора рублей на сто...»
                                                      +2
                                                      все классно, но в процессе перевода перепутаны ГигаБайты и Гигабиты
                                                      в оригинале все на месте.
                                                      Flip-chip memory on the substrate for a 4 GB model would likely require two 16-Gb dies, which if they are available, would be more expensive.
                                                        0
                                                        ну, у нас переводчики статей как всегда на высоте (((((
                                                        –1
                                                        Интересно, что с ним будет: отваливаться от платы или проблемы с теплоотводом. Это же apple, с первого раза надежным у них ничего не получается.
                                                          0
                                                          Что-нить да будет, но после истечения гарантийного срока скорее всего. И не потому, что что-то накосячили, а потому, что так и должно быть. Экономика, контролируемый износ — современная реальность. :)
                                                            0
                                                            Даже если в течении гарантийного срока что-то случится, кому ты что докажешь? Скажут что корпус гнутый и все, автоматический слет с гарантии, и не важно что из коробки айпэды гнутые. Это же apple.
                                                            Тоже самое что было с шестыми айфонами, у которых тач с дисплеем отваливался от изгиба платы из-за гнущегося корпуса.

                                                        Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                        Самое читаемое