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Apple A9

苹果A9是一款由苹果公司设计的系统芯片（SoC）。它内含了基于苹果自主微架构（区别于ARM发布的公版微架构）的中央处理器核心，拥有64位元ARMv8-A指令集架构。这款芯片于2015年9月9日发布，首先被搭载于iPhone 6S和iPhone 6S Plus智能手机中。[9]苹果公司宣称该芯片较前一代苹果A8的中央处理器性能提高了70%，而图形性能提高了90%。[9]

苹果A9
苹果A9芯片
产品化2015年9月9日至2017年3月21日
设计团队Apple Inc.
生产商
微架构Twister[1][2]
指令集架构ARMv8-A（A64/A32/T32）
制作工艺/制程14nm 至 16nm
产品编码APL0898,[3] APL1022[4]
核心数量2[5]
一级快取每个核心各有64 KB指令缓存和64 KB数据缓存
二级快取共享3 MB[5]
三级快取共享4 MB[6]
CPU主频范围1.85 GHz[7][8] 
应用平台移动系统芯片
上代产品Apple A8
继任产品Apple A10 Fusion
相关产品Apple A9X
在iPhone SE上的Apple A9 SoC (APL1022)主机板
在iPhone 6s上的Apple A9 SoC (APL0898) 主机板

设计

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A9芯片是一款双核64位元处理器，系统主频为1.8GHz，相容ARMv8A指令集架构，[7][5]苹果给这个自主研发的微架构的代号命名为“Twister”。[2]iPhone 6S搭载的A9芯片内有2 GB的LPDDR4记忆体。[3][5]高速暂存方面，A9芯片的两个处理器核心各自拥有64 KB的一级指令暂存和64 KB的一级资料暂存，而3 MB二级暂存、4 MB的三级暂存则由两个核心以及系统芯片其他部分分享。[6]A9芯片的“Twister”微架构类似第二代“Cyclone”微架构（用于A8芯片）。它具有以下特性：16级指令流水线，指令发射宽度为6，载入指令延迟周期为4，分支预测失败代价周期为9，拥有4条整数流水线、4个算术逻辑单元、2个存取单元、2个分支单元等。A9芯片相较A8芯片效能的大幅提升主要是得益于其1.8 GHz的主频率、更好的储存子系统、更细致入微的微架构调校和更低的工艺节点。

该芯片还包含了一个新的图像处理器，能为照相机提供更佳的降低杂讯、对焦效能。[10]A9芯片内部还直接整合成一个M9运动协同处理器，这个协处理器主要负责采集和处理加速度感知器、陀螺仪、指南针、压力感知器等的资料，同时还负责识别Siri语音命令。[10]

晶圆代工

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苹果公司是一家无厂半导体公司，只负责芯片设计，芯片制造需要晶圆代工厂家来完成。苹果公司采取了使用双供应商的策略，同样的芯片设计分别由三星电子和台积电完成晶圆代工。三星生产的芯片代号为APL0898，使用14纳米FinFET工艺制造，面积为96平方毫米；而台积电生产的芯片代号为APL1022，使用了16纳米FinFET工艺制造，面积为104.5平方毫米。虽然略有区别，但是苹果宣称性能并无显著区别。[11]

2015年10月，互联网上有报道称，根据测试程序的结果，搭载三星代工芯片的iPhone续航能力较搭载台积电代工芯片的iPhone更低，这一报道引起了热议。[12]苹果公司认为，特定的实验室测试让设备长时间高负荷运行，其结果并不能表现真实的续航能力，因为这些程序让中央处理器长期处于高性能状态。他们还表示，内部的测试和消费者提供的数据表示不同的芯片造成的续航差异仅在2%到3%之间。[13][14]

除了拆解装置以外，使用者可借由部分App确认装置搭载的SoC之代工方。App Store一款名为CPU Identifier[15]的iOS App可以令用家查看手上的iPhone6s(Plus)搭载的SoC是三星代工版本还是台积电代工之版本，然而这个功能已于该app的最新版本中被移除。[16][17]不过，另一款Apple应用商店上的电池监控app BMSSM[18]则仍可显示SoC代号，可根据代号辨识SoC的代工厂商。[19]

各界反应

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尽管有两种代工版本，芯片的外观并没有太大区别，仅仅在制程上不同。芯片的外层封装拥有相同的尺寸，而内部的芯片则根据其代工来源的不同而不同，面积略有差异。官方宣布正常使用下两种版本并不会有差别，但导致的晶片门事件依旧给苹果带来了压力——虽然两种版本的跑分差异在误差范围内，但续航力的差异确让使用者很在意。[20]

  •  
    APL0898，三星代工的芯片
  •  
    APL1022，台积电代工的芯片

产品使用

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参见

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参考文献

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  1. ^ iPhone 6s and iPhone 6s Plus Preliminary Results. AnandTech. [January 16, 2016]. （原始内容存档于2016-05-26）. 
  2. ^ 2.0 2.1 The Apple iPhone 6s and iPhone 6s Plus Review. AnandTech. [January 16, 2016]. （原始内容存档于2016-01-18）. 
  3. ^ 3.0 3.1 iPhone 6s Teardown. iFixit. September 25, 2015 [September 26, 2015]. （原始内容存档于2016-01-10）. 
  4. ^ To our surprise, we have found two different A9 application processors!. [2016-01-16]. （原始内容存档于2016-09-17）. 
  5. ^ 5.0 5.1 5.2 5.3 Inside the iPhone 6s. Chipworks. September 25, 2015 [September 26, 2015]. （原始内容存档于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]. （原始内容存档于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]. （原始内容存档于2015-09-24）. 
  8. ^ Revealed: iPhone 6S uses 1.85GHz dual-core A9 chip. Trusted Reviews. September 18, 2015 [September 25, 2015]. （原始内容存档于2016-01-05）. 
  9. ^ 9.0 9.1 Apple Introduces iPhone 6s & iPhone 6s Plus (新闻稿). Apple. September 9, 2015 [September 9, 2015]. （原始内容存档于2015-09-10）. 
  10. ^ 10.0 10.1 iPhone 6s - Technology. Apple. September 8, 2015 [September 10, 2015]. （原始内容存档于2015-09-09）. 
  11. ^ Smith, Ryan. Apple’s A9 SoC Is Dual Sourced From Samsung & TSMC. AnandTech. September 28, 2015 [30 September 2015]. （原始内容存档于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]. （原始内容存档于2015-10-13）. 
  13. ^ Analyzing Apple's Statement on TSMC and Samsung A9 SoCs. Anandtech. [11 October 2015]. （原始内容存档于2015-10-13）. 
  14. ^ Barrett, Brian. It Doesn't Matter Which A9 Chip Your iPhone Has. Get Over It.. Wired. [11 October 2015]. （原始内容存档于2016-01-28）. 
  15. ^ CPU Identifier：在App Store 上的App - iTunes - Apple. [2017-03-30]. （原始内容存档于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]. （原始内容存档于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]. （原始内容存档于2017-03-31）. 
  18. ^ Battery Memory System Status Monitor on the App Store. [2017-03-30]. （原始内容存档于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]. （原始内容存档于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]. （原始内容存档于2017-03-31）. 
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