Apple inside: il significato del chip A4 dell'iPad

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Appena un giorno dopo la presentazione dell'iPad, il tanto chiacchierato tablet di Apple ha arruffato le piume e ha fatto girare la testa. Con un'interfaccia familiare, lo slancio di Apple, l'integrazione di iTunes e un prezzo di cui anche i non esperti possono facilmente innamorarsi, ha tutte le carte in regola per un successo. Ma nel profondo c'è qualcosa di ancora più rivoluzionario.

Al centro dell'iPad c'è un minuscola scheggia di silicio. Un punto di svolta all'interno di un punto di svolta. Questo è l'A4 di Apple, a sistema su chip (SoC) quello secondo quanto riferito combina una CPU a basso consumo, un'unità di elaborazione grafica (GPU) e altro hardware, gran parte del quale è ancora riservato. Quello che sappiamo è che trova un equilibrio quasi ideale tra durata della batteria e velocità, tale che l'iPad può animarsi e sfrecciare a un ritmo che gli utenti di iPhone 3GS possono solo sognare.

Storia dietro la "magia"

Le radici dell'A4 iniziano nel 2005 con una startup di tre anni chiamata PA Semiconductor. Al

Forum dei processori dell'autunno 2005, PA Semi ha delineato una visione per un'architettura SoC PowerPC, derivata dal G5 PWRefficiente famiglia. Come suggerisce il nome, l'attenzione si è concentrata sulla progettazione di un chip PowerPC multicore ad alte prestazioni ideale per i dispositivi mobili.

Nello stesso anno, Apple ha dovuto affrontare quella che il dirigente Tim Cook ha definito "la madre di tutte le sfide termiche", inserendo un processore G5 in un PowerBook. IBM non aveva mai pensato che il G5 funzionasse in una macchina sottile come un notebook, lasciando ad Apple nient'altro che i vecchi chip PowerPC G4 per il resto della linea PowerBook. Con i notebook PC che superano la tecnologia di Apple, Apple ha dovuto cercare soluzioni e in fretta.

È stato in queste terribili circostanze che Apple ha notato PA Semi e i due divennero stretti partner nel tracciare il futuro dell'hardware PowerPC per Mac. Poi è arrivato il fatidico annuncio del WWDC 2005 di Apple, che il passaggio a Intel era in corso; le future relazioni tra Apple e PA Semi sembravano essere interrotte.

Ma i 150 ingegneri di PA Semi ancora consegnato sulle loro promesse. L'unico membro della famiglia PWRficient è stato rilasciato nel febbraio 2007, prima ai partner più stretti dell'azienda, seguito da un rilascio più ampio nello stesso anno. Vantava molto. serie impressionante di specifiche, inclusi due core PowerPC G5 a 64 bit con due controller di memoria DDR2 su un singolo chip. Ha funzionato a 2,0 GHz con una media di 13 watt di consumo energetico e un picco di 25 watt. Nel frattempo, il Merom di Intel dal design più tradizionale Core 2 Duo LV L7700— la concorrenza più vicina all'epoca — poteva funzionare solo a 1,8 GHz con un massimo di 17 watt.

All'inizio dell'anno successivo, Apple acquistò silenziosamente PA Semi, con molti nella stampa tecnologica che ipotizzavano che fosse Apple l'intento era quello di mettere il suo talento appena acquisito al lavoro su chip realizzati per futuri dispositivi mobili, come iPod e iPhone. Poi è arrivato un lungo periodo di silenzio che è durato fino ad oggi.

Ibridi CPU/GPU oggi

Ora abbiamo l'Apple A4, un nuovissimo design per un SoC prodotto e di proprietà di Apple, che utilizza lo stesso Architettura ARM che alimenta l'iPhone. L'A4 funziona a 1 GHz e presumibilmente aiuta l'iPad a raggiungere una durata massima della batteria di 10 ore, grazie al posizionamento ristretto dei circuiti e al fattore di forma ridotto. Nell'integrare una CPU con una GPU, segue le orme di altri processori SoC ad alta efficienza energetica, come Tegra di Nvidia.

Fino a poco tempo fa, la CPU e la GPU di un computer erano componenti hardware separati, spesso presenti su schede diverse o posizionate molto distanti sulla stessa scheda madre. Attraverso SoC e progetti più ambiziosi, sono stati fatti tentativi per fondere insieme i due componenti.

di Intel Progetto Larrabee ha cercato di legare una GPU così strettamente a una delle sue future CPU desktop/laptop che una GPU discreta sarebbe diventata non solo obsoleta, ma impossibile da aggiungere a questo progetto. La tragedia ha colpito e Intel perso i suoi punti di riferimento. Ora Larrabee è stato ridotto a tal punto che non vedrà mai un'ampia diffusione.

Intel aveva un altro asso nella manica, un SoC che univa la CPU Atom a una GPU per smartphone con marchio LG, chiamato Moorestown. Ma quel progetto è stato appena mostrato al CES ed è ancora molto lontano dai negozi.

Il Tegra di Nvidia, invece, ha visto applicazioni in portatile mediaGiocatori, IL Netbook basato su Google Chrome OS, e il Boxee Box. Sebbene tutti questi prodotti siano progetti interessanti, Nvidia è solo un fornitore di chipset. Non può dettare le specifiche esatte di nessuno di questi dispositivi oltre a quanto fornito dal proprio Tegra.

Nuove frontiere avanti

Con l'A4, Apple mantiene ancora la sua relazione di lunga data con ARM offrendo allo stesso tempo prestazioni elevate, con un design che nessun concorrente può utilizzare nei propri prodotti. Più precisamente, l'A4 mette sotto il proprio controllo una parte molto critica dell'iPad di Apple. E quella mossa non ha precedenti.

Tornando ai primi giorni del Mac, Apple ha scelto la serie di chip 68k di Motorola per alimentare i suoi Mac perché offrivano prestazioni migliori rispetto alla tecnologia equivalente di Intel. All'inizio degli anni '90, l'azienda. ha migrato i suoi Mac all'architettura PowerPC quando Motorola non è stata in grado di fornire un processore 68k veloce ed efficiente dal punto di vista energetico come la serie Pentium di Intel. Quindi, quando i principali fornitori dietro il PowerPC non sono riusciti a tenere il passo con le serie Pentium IV di Intel e Athlon di AMD, Apple ha cambiato ancora una volta i suoi Mac, questa volta con la serie Core di Intel.

Oggi, i Mac rimangono legati alle specifiche di Intel. Se Intel non riesce a tenere il passo, Apple dovrà trovare un altro fornitore di CPU. Ma ora, con l'iPad A4, Apple ha dimostrato a nuova opzione: ha la capacità di prendere progetti esistenti e riutilizzarli per offrire ai propri prodotti prestazioni migliori rispetto al concorrenza.

È estremamente improbabile che Apple possa sfruttare. Architettura ARM per il Mac, poiché questi processori sono realizzati appositamente per dispositivi a basso consumo, non workstation ad alte prestazioni o elaborazione generale. Tuttavia, se potesse fare progressi attraverso brevetti e accordi di licenza incrociata, un giorno Apple potrebbe essere in grado di farlo con un'altra architettura, come l'ormai standard x86-64.

Anche se questo si adatta bene a La dichiarazione di Tim Cook che Apple creda nel controllo delle tecnologie che gestiscono i propri prodotti, ci manca ancora molto molto lontano dal tornare ai giorni in cui un venditore realizzava ogni singolo componente del computer si. Dal punto di vista economico, non ha senso che un produttore abbia questo tipo di spese generali. Ecco perché i prezzi rimangono bassi e perché IBM non produce da sola ogni singolo componente del PC.

Ma dimostra un futuro più luminoso per Apple, e molti in questo settore sono stati scossi dalle possibilità. Mentre l'idea che Apple eserciti un controllo ancora maggiore sui suoi prodotti è una possibilità affascinante, c'è anche un sottofondo di preoccupazione. Una Apple che possiede un fermo controllo di ogni componente dei suoi dispositivi ha il potenziale per la grandezza, ma da un grande potere derivano grandi responsabilità.

  • Apr 17, 2023
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