Apple, Samsung innleder 20nm, 64-bit smarttelefongenerasjon

Det har tatt lengre tid enn vi opprinnelig hadde forventet, men det ser ut som om 20nm generasjon applikasjonsprosessorer for smarttelefoner begynner å dukke opp, og driver Apple iPhone 6 > og 6 Pluss >, samt noen versjoner av Samsung Galaxy Note 4 og Note Edge, som skal ut innen kort tid.

Da den kunngjorde iPhone 6 sa Apple at den ville bli drevet av en ny prosessor, A8, produsert på 20nm og at det ville bli Apples andre 64-bits prosessor, etter A7 som debuterte på iPhone 5s.

Apples Phil Schiller sa at den nye prosessoren har 2 milliarder transistorer, sammenlignet med 1 milliard på A7, men A8 er 13 prosent mindre på grunn av overgangen til 20nm. Han sa at den har 25 prosent raskere CPU-ytelse og 50 prosent raskere grafikk enn A7 brukt på iPhone 5s. Men utover det ga han ikke mange detaljer.

Det er normalt for Apple, men vanligvis når enhetene er sendt, tar tredjeparter brikken fra hverandre og undersøker den for å gi oss flere detaljer. For A8 har Chipworks de første virkelige detaljene, og har jobbet med Anandtech for å lage noen utdannede gjetninger om funksjonene til brikken.

A8-formen måler 89 mm ², sammenlignet med 104 mm ² på A7. Chipworks sier at det ser ut til at brikken er produsert på TSMCs 20nm-prosess, som det hadde vært mye ryktet om, i stedet for 28nm Samsung-prosessen som ble brukt av A7. Det er fremdeles en dual-core prosessor, og CPU-kjernene ser ut til å være en forbedret versjon av Cyclone-kjernene som brukes i A7, begge basert på ARMv8 64-bit instruksjonssett. Grafikk er også forbedret, sannsynligvis til Imagination Technologies 'PowerVR GX6450, som fremdeles har fire GPU-kjerner, men med andre forbedringer.

Chipworks bemerker at noen av strukturer inne i brikken, særlig 4 MB SRAM-minne, ikke krympet med de 50 prosentene du normalt forventer for hver node - hvis alt fulgte Moore's Law nøyaktig. Men fortsatt er brikken 13 prosent mindre enn A7, til tross for Apples påstander om å nesten doble antallet transistorer. Gitt at kjernetellingene for CPU og GPU forblir de samme, og mengden SRAM-cache ser ut til også å ha holdt seg konstant, virker det sannsynlig at Apple brukte de ekstra transistorene for flere funksjoner, for å forbedre ytelsen og for å gjøre brikken mer kraft effektiv. Ved kunngjøringen sa Schiller at brikken var opptil 50 prosent mer energieffektiv og var designet for å gi mer vedvarende ytelse.

Merk at Apple har kontroll over operativsystemet og prosessoren, slik at det kan lage en 64-biters versjon av iOS som følger med 64-biters prosessoren. Men 64-biters kvalitet brukes ikke for å tillate mer DRAM-minne på enhetene (ettersom 32-biters prosessorer bare vil gi et minne på 4 GB). Chipworks og Anandtech antyder at iPhone 6 bare har 1 GB minne, sammenlignet med 2 eller 3 GB minne i de fleste high-end telefoner. Men ARMv8 64-bit instruksjonssett ser bare ut til å være mer effektivt.

I mellomtiden ser det ut til at Samsung sender en versjon av Galaxy Note 4 med en 20nm 64-bits prosessor i noen markeder. Ved kunngjøringen sa Samsung at det ville være to versjoner av telefonen - en med en 2, 7 GHz Qualcomm Snapdragon 805, som er den versjonen vi får i USA, og en med en Samsung Exynos 5433 med kjerner som kjører på 1, 9 og 1, 3 GHz.

Samsungs chip-virksomhet har kunngjort Exynos 5 Octa 5430 applikasjonsprosessor, som er produsert på Samsungs 20nm-prosess, med fire 1, 8 GHz Cortex-A15-kjerner og fire 1, 3 GHz Cortex-A7-kjerner i en stor.LITTLE konfigurasjon. Dette er en 32-bits prosessor, egentlig en krymp av 28nm Exynos 5422.

Anandtech sier at 5433, som fremdeles ikke er oppført på Samsungs nettsted, faktisk har fire 1, 9 GHz Cortex-A57 og fire 1, 3 GHz Cortex-A53 kjerner med ARMs 64-bit kjerner i en stor LITTLE konfigurasjon. Som nevnt tidligere virker 64-biters instruksjonssett kraftigere, og det er forbedrede strømstyringsfunksjoner, men telefonen kommer nesten helt sikkert til å kjøre i en 32-biters modus, delvis fordi fastvaren og den nåværende versjonen av Android støtter bare 32-biters drift. Men det går opp til Mali T-760-grafikk, noe som skal forbedre grafikkytelsen.

I mellomtiden har Qualcomm begynt å sende 64-bit brikker i sin Snapdragon 610-linje, inkludert Snapdragon 615, som brukes i HTC Desire 820. Snapdragon 615 har fire 1, 5 GHz ARM Cortex-A53 og fire 1 GHz Cortex-A53 kjerner, men igjen kjører telefonen i 32-biters modus på grunn av firmwaren og operativsystemets tilstand. Disse sjetongene produseres på TSMCs 28nm prosess.

Qualcomms første 20nm-brikke er beregnet til å være Snapdragon 810 med fire 64-biters ARM Cortex-A57 CPU-kjerner som kjører på opptil 2 GHz og fire Cortex-A53-kjerner, sammen med raskere grafikk og et integrert LTE kategori 6-modem. Dette forventes å bli prøvetatt innen kort tid og på grunn av produkter i første halvår av 2015.

(Og selvfølgelig sender Intel allerede 22nm og begynner til og med å sende 14nm brikker for Windows-nettbrett, med Core-familien som støtter 64-biters, og har sine 22nm Atom-produkter for Android og Windows-nettbrett.)

Antagelig ser vi Android L snart også, noe som lover ekte 64-biters støtte for Android-økosystemet. Så etter mye venting ser det ut som æraen med 64-biters, 20nm applikasjonsprosessorer gryter for smarttelefoner, og nettbrett kan heller ikke være langt etter.