Apple A6

Apple A6 — это 32-битный система на кристалле (SoC) американской компании Apple Inc., разработанный на основе собственной микроархитектуры ARMv7s и представленный в сентябре 2012 года. Он стал вторым процессором Apple, спроектированным полностью силами компании, после Apple A5X, и первым, использующим ядро собственной разработки Swift. Apple A6 устанавливался в смартфоны iPhone 5 и в более позднюю версию iPhone 5C (с незначительными изменениями в частоте и техпроцессе).

История

Разработка Apple A6 началась вскоре после выхода iPhone 4S в 2011 году, который использовал SoC Apple A5 (двухъядерный Cortex-A9). Ключевой задачей было значительное повышение производительности и энергоэффективности по сравнению с предшественником, при сохранении совместимости с существующим программным обеспечением. Apple стремилась уменьшить зависимость от стандартных ядер ARM Cortex и создать собственную микроархитектуру, оптимизированную под задачи iOS и особенности работы с памятью.

Процессор был официально анонсирован 12 сентября 2012 года вместе с iPhone 5. В презентации Apple заявила о двукратном увеличении производительности ЦП и графики по сравнению с Apple A5. Производство SoC осуществлялось компанией Samsung Electronics по 32-нм техпроцессу HKMG (High-K Metal Gate). В 2013 году, с выходом iPhone 5C, Apple A6 был слегка модернизирован: частота процессора была снижена с 1,3 ГГц до 1,2 ГГц, а техпроцесс остался прежним. Эта версия иногда обозначается как Apple A6 (rev. 2).

Архитектура и характеристики

Центральный процессор (ЦП)

Apple A6 оснащён двухъядерным процессором, основанным на собственной микроархитектуре Apple Swift. Это 32-битное ядро, реализующее набор инструкций ARMv7s. Ключевые особенности архитектуры Swift:

• Внеочередное исполнение (Out-of-Order Execution): ядро способно переупорядочивать инструкции для более эффективного использования конвейера.
• Суперскалярность: возможность выполнения нескольких инструкций за такт.
• Увеличенный кэш: объём кэш-памяти L1 составляет 32 КБ для инструкций и 32 КБ для данных на ядро. Кэш L2 — 1 МБ, общий для обоих ядер.
• Частота: 1,3 ГГц (в iPhone 5) и 1,2 ГГц (в iPhone 5C).

По оценкам тестов, производительность одного ядра Swift в задачах с плавающей запятой и целочисленных операциях была сопоставима с ядром Cortex-A15, но при значительно меньшем энергопотреблении. В многоядерных тестах Apple A6 превосходил такие конкурирующие SoC, как Qualcomm Snapdragon S4 Pro и Samsung Exynos 4412.

Графический процессор (ГП)

В состав Apple A6 входит трёхъядерный графический процессор PowerVR SGX543MP3 от компании Imagination Technologies. Он работает на частоте около 266 МГц. По сравнению с двухъядерным SGX543MP2 в Apple A5, производительность графики была увеличена примерно в 2 раза. Этот ГП обеспечивал поддержку OpenGL ES 2.0, что позволяло запускать игры с высоким качеством графики, характерным для того времени.

Другие компоненты

• Контроллер памяти: двухканальный контроллер LPDDR2-1066, обеспечивающий пропускную способность до 8,5 ГБ/с.
• Сигнальный процессор (ISP): встроенный процессор обработки изображений, отвечающий за работу 8-мегапиксельной камеры iSight в iPhone 5, включая автофокус, баланс белого и шумоподавление.
• Видеодекодер: аппаратный декодер видео H.264, обеспечивающий воспроизведение видео 1080p без нагрузки на ЦП.

Производительность

Синтетические тесты

В бенчмарках Apple A6 демонстрировал результаты, значительно превосходящие Apple A5. Например, в тесте Geekbench 2 (одноядерный) iPhone 5 набирал около 1600 баллов, тогда как iPhone 4S — около 800. В многоядерном тесте разрыв был ещё более значительным. По производительности ЦП Apple A6 был сопоставим с процессорами Intel Atom Z2760, применявшимися в нетбуках и планшетах на Windows 8.

Реальная производительность

В повседневных задачах, таких как запуск приложений, веб-сёрфинг и навигация по интерфейсу, Apple A6 обеспечивал плавную работу, характерную для флагманских устройств 2012–2013 годов. В играх, таких как Infinity Blade III и Real Racing 3, SoC показывал стабильную частоту кадров при максимальных настройках графики.

Применение

Apple A6 устанавливался в следующие устройства:

• iPhone 5 (сентябрь 2012 – сентябрь 2013) — основное применение.
• iPhone 5C (сентябрь 2013 – сентябрь 2015) — версия с пониженной частотой (1,2 ГГц).

Значение и наследие

Apple A6 стал важной вехой в истории мобильных процессоров. Он продемонстрировал способность Apple создавать конкурентоспособные собственные микроархитектуры, не уступающие, а в ряде аспектов и превосходящие решения от ARM и Qualcomm. Успех Swift заложил основу для последующих поколений процессоров Apple, включая Apple A7 (первый 64-битный мобильный процессор) и более поздние чипы серии A и M.

Кроме того, Apple A6 показал, что тесная интеграция аппаратного и программного обеспечения (iOS) позволяет добиться высокой производительности при относительно скромных тактовых частотах и небольшом количестве ядер. Это стало одним из факторов, способствовавших переходу индустрии от гонки за гигагерцами к оптимизации архитектуры.

Интересные факты

• Apple A6 стал первым процессором Apple, в котором компания использовала собственную микроархитектуру, а не лицензированные ядра ARM Cortex.
• Несмотря на то, что Apple A6 был 32-битным, его преемник, Apple A7, уже через год стал первым в мире 64-битным мобильным процессором.
• Производство Apple A6 осуществлялось на мощностях Samsung, что впоследствии привело к судебным разбирательствам между компаниями по поводу патентов и контрактов.

Источники

• AnandTech: Apple A6 Review
• Apple Inc.: iPhone 5 Technical Specifications
• WikiChip: Apple A6
• Geekbench Browser: Apple A6 Benchmarks