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與非網(wǎng)訊? Apple 在最近的Spring Loaded Event為我們帶來了基于 M1 的 iMac。繼秋季推出的 MacBook Air 和 13 英寸 MacBook Pro 之后，iMac 是第三款放棄英特爾處理器的 Mac。
可以說，隨著這種轉變，Apple 的 T2 芯片進入了生命周期終結狀態(tài)。T2 有點像一個謎，現(xiàn)在剩下的時間不多了。
我們知道它在 Mac 上執(zhí)行廣泛的任務，包括安全、加密、視頻處理、存儲控制和內務管理。在 Apple Insider 2019年的一篇文章中國，測試了具有相同處理器的 Mac 的編碼時間，其中一個有 T2，另一個沒有。結果顯示，帶有 T2 的 Mac 以 1/2 的時間執(zhí)行編碼。
盡管有所有這些功能，但我們對 T2 知之甚少。根本沒有太多信息四處。維基百科甚至沒有報告芯片尺寸或工藝節(jié)點。蘋果是否設計了全新的芯片？從A系列家族參考了多少？新設計多少錢？Apple 投入多少資金來實現(xiàn) Mac 所需的功能？
蘋果的芯片為自己的產(chǎn)品量身定制，并為機器學習進行了專門的優(yōu)化。我們知道機器學習能夠為用戶提供更為獨特的體驗，因此很早就開始研發(fā)能在設備端有效運行復雜機器學習算法的芯片。10 多年前 Apple 就開始了這一工作，Apple 幾乎所有產(chǎn)品都搭載了 自己的芯片。
蘋果的硬件技術團隊采用了可擴展的芯片架構，同樣的模塊可適用于多個系統(tǒng)級芯片（SoC）。芯片設計過程中，蘋果的工程師擁有著獨特的優(yōu)勢：他們設計的芯片不是用來出售給其他公司，而是專門為 Apple 特定的產(chǎn)品，甚至是為了特定功能而專門設計的。這種優(yōu)化貫穿于 CPU、GPU、圖像信號處理器及更多組件。也正是這種不斷優(yōu)化卓越用戶體驗的愿望，推動開發(fā)出 Apple 神經(jīng)網(wǎng)絡引擎。
是時候看看 T2 并找出 Apple 為其基于 Intel 的 Mac 協(xié)處理器創(chuàng)造了什么。
封裝和內存提示
正在研究的 T2 來自 2019 年的 13 英寸 MacBook Air 邏輯板。與周圍的其他 IC 相比，T2 的封裝具有不錯的占用空間。相比之下，T2 右側四個安裝座之間較大的閃亮芯片是英特爾 i5。根據(jù)包裝，可以設想 T2 具有類似的尺寸。包裝上有一個“1847”日期代碼，表示 2018 年末組裝。
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2019 年 13 英寸 MacBook Air 邏輯板
一個在2018后期的MacBook Air拆解中只是列出了T2編號。然而，在2019年的一個15 英寸 MacBook Pro的拆解表明 T2 “分層在 1 GB 美光 D9VLN LPDDR4 內存上”。我們的封裝還包括“D9VLN”標記。美光的解碼器指向 1GB LPDDR4。T2 和內存可能采用封裝上封裝 (PoP) 的排列。
在拆開封裝后，發(fā)現(xiàn)了第二個die。頂部金屬上可見的標記是 Micron 的。對于配套 IC 或協(xié)處理器而言，在封裝內包含DRAM 很有趣，更不用說成本高了。然而，考慮到 T2 源自長期以來具有DRAM 的 A 系列，這并不奇怪。
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T2 封裝中第二個芯片的頂部金屬芯片標記。
Die照片 和“PU”
現(xiàn)在是重頭戲的時候了。 幾個線間距和 6T SRAM 單元尺寸的 SEM 分析證實 ，T2 是在 TSMC16 nm 工藝中制造的。這是與 A10 相同的節(jié)點，因此后者將作為參考 A 系列處理器，可以與 T2 進行比較。
帶有 CPU 和 GPU 注釋的 T2 芯片照片。
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帶有原始注釋的 A10 ?die照片。資料來源：Chipworks
從視覺上看，CPU 是第一個跳出來的東西。它的設計和布局與 A10 相同。假設 T2 是在 A10 之后設計的，那么 CPU 就作為一個硬宏（hard macro）被丟棄了。記住它是一個 4 核 CPU！有兩個性能，即大型Hurricane內核和兩個效率（即小型 Zephyr ）內核。
考慮到主系統(tǒng)處理器已經(jīng)有一個英特爾 i5，這是相當強大的。
人們只能想象 Apple 內部的對話?！澳阌袦蕚浜眠\行的 CPU 嗎？” “是的……那邊架子上有一個只有幾個月大的 4 核 17.4 平方毫米的設計?！?“太好了，我要其中之一?！?好吧，也許它更具技術性。
GPU 沒有效仿。A10 的 6 核 GPU 被組織為 3 個核心塊和一個邏輯塊。T2 的 GPU 似乎位于芯片的下邊緣。同樣，核心被組織為 3 個塊。我們沒有發(fā)現(xiàn)這些塊內的對稱性，表明有 3 個核心。GPU 邏輯可能位于內核正上方的塊中，其中散列線圍繞它的潛在區(qū)域。即使該區(qū)域內的所有 3 個塊都是 GPU 邏輯，它也會比為 A10 識別的要小。這里需要更多的分析來確認 GPU 配置，但有人建議 GPU 的邏輯和內核都比 A10 上的要小。
其他塊級分析正在進行中。與 A10 相比，我們看到了按原樣使用的塊，它們采用了新的布局，并且采用了全新的設計。
早期數(shù)字
T2 尺寸為 9.6 毫米 x 10.8 毫米，芯片尺寸為 104 平方毫米。這不是一個小die！T2 是一款嚴肅的處理器。這大約是 A10 的 125 平方毫米的80% 。
正如預期的那樣，CPU在兩個芯片上的面積約為 17.4 平方毫米。這在 T2 中專用于 CPU 的總芯片中產(chǎn)生了更高的百分比。T2 的 GPU 比 A10 的要小得多。對于 A10 的核心，每個核心的尺寸為 1.2 平方毫米 v. 5.3 平方毫米。從功能上講，這是有道理的，因為 T2 GPU 的任務量不應與 A10 接近，因為它不是主要 GPU。同樣，邏輯板上已經(jīng)有英特爾嵌入式圖形或專用 GPU。
將線（thread）拉在一起
從逆向工程中可以提取出更多內容，但是這個片段提供了 Apple 思想的味道。作為起點，Apple著眼于用戶功能。Apple 的一個持續(xù)問題似乎是“我們希望用戶從 Apple 產(chǎn)品中體驗什么？” 然后他們建造它。T2 成為 Apple 對基于 Intel 的 Mac 的解釋，但請記住，在 T1 之前，Intel 處理器是單飛的，而 Mac 仍然可以工作。
T2 利用了 A 系列處理器的設計，如 CPU 中所示。至少可以說，它的 4 核 CPU 很大，很難不認為它對 T2 來說是壓倒性的。也就是說，Apple 會考慮重新設計的成本與與放入可能比真正需要的更大的東西相關的硅成本。后者可能更有吸引力，因為 T2 的晶圓開始與 A10 或任何 A 系列處理器相距甚遠。此外，額外的馬力將提供更好的體驗。
T2 還整合了 Mac 中的獨立 IC。存儲或 SSD 控制器就是一個例子。蘋果在2011 年收購了以色列的 Anobit 。2016 年的 13 英寸 MacBook Pro（帶功能鍵）包含一個 Apple 獨立存儲控制器（參見幻燈片 11）。控制器變成了 T2 上的一個塊。今天，它將成為 M1 上的一個部分。
后續(xù)，我們將繼續(xù)深入研究 T2，專注于已知的塊功能，它與 A10 的比較并展望未來。是的，T2 和 A10 都是舊設計，但比較釋放了有關半導體設計使用的信息以及 Apple 為提供所需的用戶體驗而付出的努力。
