蘋果A4 SoC芯片：融CPU與GPU的蘋果核兒
原創【51CTO 2月1日外電頭條】iPad在這幾天里已經迅速熱遍全球，憑著一向華麗的界面、蘋果的品牌、整合iTunes以及適中的價格，它有了足夠熱的理由，但實際上，這款蘋果的平板電腦內心深藏的東西才是更具革命性的。
iPad的心臟里不僅是一片小小的銀色硅片，還包藏著蘋果改變游戲規則的野心。這款完全屬于蘋果的A4 SoC（system-on-a-chip）芯片據說結合了一個低能耗CPU、一個圖形處理單元GPU，還有其他一些目前仍然保密的硬件。我們所知道的是，A4在電池壽命和運行速度之間幾乎達到了某種理想的平衡。
“魔法”背后的歷史
A4的歷史最早可以追溯到2005年，當時成立只有三年的創業公司PA Semiconductor在2005年的秋季處理器論壇上概述了一種SoC PowerPC芯片架構構想：由G5處理器衍生的PWRficient系列。正如名稱里有些暗示的，PWRficient的重點是設計高性能的多核PowerPC芯片，成為移動設備的理想選擇。
就在同一年，蘋果正陷入在該怎樣把G5這款被Tim Cook無奈的稱為“散熱問題之母”的處理器放進PowerBook的窘境之中。而且，從以往蘋果機的故障來看，散熱問題確實非常重要。相關文章請參閱51CTO文章：“蘋果PowerBook爆炸起火 火苗竄到2米高”。IBM在設計G5時從未打算它能在一臺薄如PowerBook的筆記本上應用，因此蘋果最后給PowerBook的答案也只能是沿用舊的PowerPC G4芯片。隨著PC筆記本在處理速度把蘋果越落越遠，蘋果必須尋求解決辦法，而且要快速。
正是考慮到這些，蘋果與PA Semi開始了關于PowerPC的親密伙伴關系。然而隨著蘋果在2005年WWDC上宣布改用Intel架構，蘋果和PA Semi的關系似乎被隔斷了。相關文章請參見51CTO報導：“蘋果將放棄PowerPC支持 全面Intel化”。
但是PA Semi的150名工程師還保持著他們的承諾。2007年2月，PWRficient家庭的第一個也是唯一的成員正式登場了，它的測試指標令人稱奇，單處理器上集成了兩個64位的PowerPC G5核心和兩條DDR2內存，以2.0GHz頻率運行時的平均能耗僅為13瓦，峰值為25瓦。相比較之下，Intel傳統設計的Merom Core 2 Duo LV L7700——當時最接近的競爭產品——在最大功耗為17瓦時也只能運行在1.8GHz上。
第二年年初，蘋果悄悄地收購了PA Semi，很多人猜測蘋果的意圖是把新收購的天才們用在為未來的移動設備比如iPod和iPhone上，然后是長時間的沉默，直到幾天前。
CPU/GPU的混合
現在擺在我們面前的蘋果A4是全新設計的SoC芯片，完全由蘋果擁有，與iPhone使用相同的ARM架構。A4的主頻為1GHz，電路和外形小巧而緊湊安排，這些都有助于iPad實現10小時的最長電池壽命，集成GPU讓它也成為流行的高能源效率的芯片之一。
直到不久前，CPU和GPU還是兩個獨立的硬件部分。但是現在各家企業都在通過SoC和更加雄心勃勃的設計試圖把兩個部分結合起來。其中，Intel的臺式機芯片Larrabee項目陷入僵局，另一個名為Moorestown的智能手機芯片項目離上市還遙遙無期，而NVIDIA的Tegra芯片雖然在很多便攜式媒體播放器中運用自如，但也有很多硬件設備上的限制。相關文章請參閱51CTO.com報導：“CPU進入全能時代 32nm CPU將整合GPU”。
未來的新領域
A4的推出公開了蘋果仍然保持著與ARM長期的合作關系，同時也保住了競爭者無法模仿的一貫風格。更關鍵的是，A4是蘋果自己完全控制的，這是以前從來沒有過的。
回顧蘋果的早期歷史，最早蘋果為Mac選擇了摩托羅拉的68K系列芯片，因為它們提供了比Intel更高的性能。九十年代初，當68K無法跟上Pentium系列時，蘋果很快轉移到了PowerPC架構。隨后，當PowerPC的主要供應商們實在無法跟上Intel的Pentium IV和AMD的Athlon時，蘋果這一次轉向了Intel的Core系列。
今天，蘋果的Mac仍然用著Intel芯片，但如果Intel步子不夠快，蘋果會再次尋找另一家CPU供應商。不過隨著iPad A4的出現，蘋果告訴大家它也有新的選擇：它已經有了應對競爭的獨立設計能力。
當然蘋果絕對不可能把ARM架構用在Mac上，因為這些處理器是專為低能耗設備準備的。但是，如果通過專利和交叉許可協議，蘋果有朝一日在另一個架構比如現在的標準x86-64上實現突破并非難事。這正好也配合了Tim Cook所一再表示的，蘋果想要控制自己的產品所用到的各種技術，這的確揭示了蘋果的美好未來。
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原文：Apple inside: The significance of the iPad's A4 chip 作者：Nicholas Bonsack
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