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Apple A9

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蘋果A9
蘋果A9晶片
產品化2015年9月9日至2017年3月21日
設計團隊Apple Inc.
生產商
微架構Twister[1][2]
指令集架構ARMv8-A（A64/A32/T32）
製作製程/製程14nm 至 16nm
產品編碼APL0898,[3] APL1022[4]
核心數量2[5]
一級快取每個核心各有64 KB指令快取和64 KB數據快取
二級快取共享3 MB[5]
三級快取共享4 MB[6]
CPU主頻範圍1.85 GHz[7][8] 
應用平台移動系統晶片
上代產品Apple A8
繼任產品Apple A10 Fusion
相關產品Apple A9X
在iPhone SE上的Apple A9 SoC (APL1022)主機板
在iPhone 6s上的Apple A9 SoC (APL0898) 主機板

蘋果A9是一款由蘋果公司設計的系統晶片（SoC）。它內含了基於蘋果自主微架構（區別於ARM發布的公版微架構）的中央處理器核心，擁有64位元ARMv8-A指令集架構。這款晶片於2015年9月9日發布，首先被搭載於iPhone 6S和iPhone 6S Plus智慧型手機中。[9]蘋果公司宣稱該晶片較前一代蘋果A8的中央處理器性能提高了70%，而圖形性能提高了90%。[9]

設計

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A9晶片是一款雙核64位元處理器，系統主頻為1.8GHz，相容ARMv8A指令集架構，[7][5]蘋果給這個自主研發的微架構的代號命名為「Twister」。[2]iPhone 6S搭載的A9晶片內有2 GB的LPDDR4記憶體。[3][5]高速暫存方面，A9晶片的兩個處理器核心各自擁有64 KB的一級指令暫存和64 KB的一級資料暫存，而3 MB二級暫存、4 MB的三級暫存則由兩個核心以及系統晶片其他部分分享。[6]A9晶片的「Twister」微架構類似第二代「Cyclone」微架構（用於A8晶片）。它具有以下特性：16級指令流水線，指令發射寬度為6，載入指令延遲周期為4，分支預測失敗代價周期為9，擁有4條整數流水線、4個算術邏輯單元、2個存取單元、2個分支單元等。A9晶片相較A8晶片效能的大幅提升主要是得益於其1.8 GHz的主頻率、更好的儲存子系統、更細緻入微的微架構調校和更低的製程節點。

該晶片還包含了一個新的圖像處理器，能為照相機提供更佳的降低雜訊、對焦效能。[10]A9晶片內部還直接整合成一個M9運動協同處理器，這個協處理器主要負責採集和處理加速度感知器、陀螺儀、指南針、壓力感知器等的資料，同時還負責識別Siri語音命令。[10]

晶圓代工

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蘋果公司是一家無廠半導體公司，只負責晶片設計，晶片製造需要晶圓代工廠家來完成。蘋果公司採取了使用雙供應商的策略，同樣的晶片設計分別由三星電子和台積電完成晶圓代工。三星生產的晶片代號為APL0898，使用14納米FinFET製程製造，面積為96平方毫米；而台積電生產的晶片代號為APL1022，使用了16納米FinFET製程製造，面積為104.5平方毫米。雖然略有區別，但是蘋果宣稱性能並無顯著區別。[11]

2015年10月，網際網路上有報道稱，根據測試程式的結果，搭載三星代工晶片的iPhone續航能力較搭載台積電代工晶片的iPhone更低，這一報道引起了熱議。[12]蘋果公司認為，特定的實驗室測試讓設備長時間高負荷運行，其結果並不能表現真實的續航能力，因為這些程式讓中央處理器長期處於高性能狀態。他們還表示，內部的測試和消費者提供的數據表示不同的晶片造成的續航差異僅在2%到3%之間。[13][14]

除了拆解裝置以外，使用者可藉由部分App確認裝置搭載的SoC之代工方。App Store一款名為CPU Identifier[15]的iOS App可以令用家查看手上的iPhone6s(Plus)搭載的SoC是三星代工版本還是台積電代工之版本，然而這個功能已於該app的最新版本中被移除。[16][17]不過，另一款Apple應用商店上的電池監控app BMSSM[18]則仍可顯示SoC代號，可根據代號辨識SoC的代工廠商。[19]

各界反應

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儘管有兩種代工版本，晶片的外觀並沒有太大區別，僅僅在製程上不同。晶片的外層封裝擁有相同的尺寸，而內部的晶片則根據其代工來源的不同而不同，面積略有差異。官方宣布正常使用下兩種版本並不會有差別，但導致的晶片門事件依舊給蘋果帶來了壓力——雖然兩種版本的跑分差異在誤差範圍內，但續航力的差異確讓使用者很在意。[20]

  • APL0898，三星代工的晶片
    APL0898，三星代工的晶片
  • APL1022，台積電代工的晶片
    APL1022，台積電代工的晶片

產品使用

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參見

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參考文獻

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  1. ^ iPhone 6s and iPhone 6s Plus Preliminary Results. AnandTech. [January 16, 2016]. （原始內容存檔於2016-05-26）. 
  2. ^ 2.0 2.1 The Apple iPhone 6s and iPhone 6s Plus Review. AnandTech. [January 16, 2016]. （原始內容存檔於2016-01-18）. 
  3. ^ 3.0 3.1 iPhone 6s Teardown. iFixit. September 25, 2015 [September 26, 2015]. （原始內容存檔於2016-01-10）. 
  4. ^ To our surprise, we have found two different A9 application processors!. [2016-01-16]. （原始內容存檔於2016-09-17）. 
  5. ^ 5.0 5.1 5.2 5.3 Inside the iPhone 6s. Chipworks. September 25, 2015 [September 26, 2015]. （原始內容存檔於2017-02-03）. 
  6. ^ 6.0 6.1 Smith, Ryan. Correcting Apple's A9 SoC L3 Cache Size: A 4MB Victim Cache. AnandTech. November 30, 2015 [1 December 2015]. （原始內容存檔於2015-12-01）. 
  7. ^ 7.0 7.1 iPhone 6s customer receives her device early, benchmarks show a marked increase in power. iDownloadBlog. September 21, 2015 [September 25, 2015]. （原始內容存檔於2015-09-24）. 
  8. ^ Revealed: iPhone 6S uses 1.85GHz dual-core A9 chip. Trusted Reviews. September 18, 2015 [September 25, 2015]. （原始內容存檔於2016-01-05）. 
  9. ^ 9.0 9.1 Apple Introduces iPhone 6s & iPhone 6s Plus (新聞稿). Apple. September 9, 2015 [September 9, 2015]. （原始內容存檔於2015-09-10）. 
  10. ^ 10.0 10.1 iPhone 6s - Technology. Apple. September 8, 2015 [September 10, 2015]. （原始內容存檔於2015-09-09）. 
  11. ^ Smith, Ryan. Apple’s A9 SoC Is Dual Sourced From Samsung & TSMC. AnandTech. September 28, 2015 [30 September 2015]. （原始內容存檔於2015-09-30）. 
  12. ^ Cunningham, Andrew. Samsung vs. TSMC: Comparing the battery life of two Apple A9s. Ars Technica (Condé Nast). 12 October 2015 [13 October 2015]. （原始內容存檔於2015-10-13）. 
  13. ^ Analyzing Apple's Statement on TSMC and Samsung A9 SoCs. Anandtech. [11 October 2015]. （原始內容存檔於2015-10-13）. 
  14. ^ Barrett, Brian. It Doesn't Matter Which A9 Chip Your iPhone Has. Get Over It.. Wired. [11 October 2015]. （原始內容存檔於2016-01-28）. 
  15. ^ CPU Identifier：在App Store 上的App - iTunes - Apple. [2017-03-30]. （原始內容存檔於2017-03-31）. 
  16. ^ iPhone 6s 開箱後第一件事：怎麼測出你的6s用的是哪款A9處理器？. techbang.com. [2017-03-30]. （原始內容存檔於2017-05-06）. 
  17. ^ 你的 iPhone 6S 用哪個處理器？用這 App 鑑定你那台抽中Samsung 或 TSMC 吧！. [2017-03-30]. （原始內容存檔於2017-03-31）. 
  18. ^ Battery Memory System Status Monitor on the App Store. [2017-03-30]. （原始內容存檔於2017-03-31）. 
  19. ^ 舊方法太麻煩！新方法鑑定 iPhone 6S 處理器是 Samsung 或 TSMC. [2017-03-30]. （原始內容存檔於2017-03-31）. 
  20. ^ iPhone 6S 處理器有兩種: Samsung 和 TSMC 兩款 A9 處理器效能、電量竟然差很遠！. [2017-03-30]. （原始內容存檔於2017-03-31）. 
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