A9基本上是一個以FinFET制程打造之蘋果(Apple)第六代A系列應(yīng)用處理器的故事，但它更進一步透露的是Apple在半導體設(shè)計上的雄心壯志 ──Apple第一代的A4處理器是在2010年問世，當時被認為與一款三星(Samsung)處理器有很多共同點;接下來的A6則讓我們看到客制化的 Apple自家設(shè)計CPU，直到現(xiàn)在仍被認為是一項豐功偉績。
A6的下一代A7邁向了64位元運算;A7展現(xiàn)了一些有趣的設(shè)計決策，因為沒有同一系列的A7X。Apple藉由A7為iPad Air與iPhone 5s設(shè)計了單一處理器，雖然這兩款裝置所支援的畫素有四倍的差距;此外iPhone 5s配備了TouchID功能，iPad Air則無。
以制程的角度來看，我們已經(jīng)從最開始采用45奈米的A4，前進到了采用14奈米與16奈米雙供應(yīng)來源的A9。
Apple的A4處理器(左)以及A9處理器的晶片特寫
(來源：MuAnalysis與Chipworks)
Apple 的高層對于A9的誕生似乎特別興奮，在今年9月9日的發(fā)表會上對技術(shù)細節(jié)有不少著墨，包括提到7000系列的鋁合金，以及應(yīng)用于讓顯示器玻璃與攝影機影像感測器內(nèi)畫素之間深度溝槽隔離的離子交換制程。而且筆者覺得比起前幾代處理器，有更多注意力被放在A9上，并非強調(diào)GHz與核心數(shù)，而是性能與整合度。
在該場產(chǎn)品發(fā)表會上，Apple資深行銷副總裁Phil Schiller比較了A9X與A8和其他A系列處理器的性能，而且首度提到了“桌上型電腦的等級”，以及“游戲機的等級”等形容。接著介紹了A9的更多細節(jié)，包括它是64位元CPU，擁有全新的電晶體架構(gòu)，而且是“針對現(xiàn)實世界的應(yīng)用最佳化”。
Apple的A9處理器是64位元
(來源：Apple)
64位元并不令人驚訝，而它的“全新電晶體架構(gòu)”應(yīng)該是指FinFET，而且經(jīng)證實是同時采用了臺積電(TSMC)與三星的制程;以下是臺積電生產(chǎn)之A9的FinFET橫切面。
臺積電生產(chǎn)之A9的FinFET橫切面
(來源：Techinsights)
在該場9月9日舉行的發(fā)表會上，我們也從簡報中看到了A9的晶片影像(如下圖);其中部分主要功能區(qū)塊有被標示出來，雖然電路是模糊的、而且晶片的邊緣也看不出來，卻是筆者印象中Apple第一次展示晶片。
Apple在簡報中展示了A9的晶片影像
(來源：Techinsights)
有趣的是，以上的影像不只是有金屬導線的晶片成品影像，而是深入至電晶體或基板等級的裸晶影像;這顯示他們要展現(xiàn)A9的基礎(chǔ)架構(gòu)，可從中看到內(nèi)含雙核心CPU，6核心GPU，兩個大面積的記憶體區(qū)塊，以及M9運動協(xié)同處理器(MCP)，而MCP也是被特別強調(diào)的功能。
從Apple的介紹能看到很多有關(guān)A9的有趣特性，首先它維持了雙核心CPU的型態(tài)──這已經(jīng)是連續(xù)四代Apple處理器的架構(gòu);它可能也支援使用針對特殊任務(wù)或程序之電路的假設(shè)，這種特定的硬體線路或“功能區(qū)塊”，可減輕CPU的負擔。
此外也可看出A9的GPU似乎占據(jù)較大的晶片面積;現(xiàn)在看來在發(fā)表會上亮相的模糊畫面晶片，是三星制造的A9。下面可以看到三星產(chǎn)A9的清晰影像，該晶片面積為8.7mm x 10.7 mm，也就是94 mm2，其CPU、GPU、SRAM與M9等部分已經(jīng)標示出來。
A9處理器顯微影像
(來源：Chipworks)
從上圖的整體晶片面積以及大略的功能區(qū)塊標示，我們可以計算出各部分的面積;下方的表格是A系列處理器的比較。A9的CPU約占據(jù)13 mm2或整體晶片面積的14%;六核心GPU則占據(jù)據(jù)約27 mm2，或晶片整體面積的29%，約是CPU區(qū)域的兩倍。兩個大面積的記憶體(SRAM)區(qū)塊總計約4.3 mm2，占據(jù)整體晶片面積的5%。
將CPU與GPU的占據(jù)比例與前幾代的A系列處理器比較，會發(fā)現(xiàn)A9的CPU區(qū)塊比例是屬于較低的，GPU比例卻是較高的;而事實上從下表可以看出，A9是唯一非“X”處理器有這么高比例GPU面積的，可見該晶片確實耐人尋味。
A系列處理器各功能區(qū)塊占據(jù)晶片面積
高整合度是A9另一個值得注意之處，M9 MCP則是第一個展現(xiàn)該處理器整合度的案例;M9是Apple的第三代MCP，第一代則是M7，首度出現(xiàn)在iPhone 5s;M7被辨認出應(yīng)該是來自NXP ，分析師認為那是為Apple客制化的元件。接下來的M8也是NXP的元件。
至于M9則非獨立的晶片，據(jù)推測，那是NXP與Apple之間的某種IP授權(quán)協(xié)議，讓后者能將NXP的IP整合到A9處理器;最后，該整合的MCP似乎借用了A9的CPU周期。另一個A9可能整合的是快閃記憶體控制器，但目前這尚未能證實。
編譯：Judith Cheng(參考原文： Apple’s A9： Story Within A Story，by Paul Boldt) eettaiwan
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