[硬件] 现在笔记本拆解都越来越高级了：芯片再拆解 苹果iPad Apple A4处理器揭秘

bobwu

上周末苹果iPad上市后仅几个小时，维修网站iFixit就对其进行了彻底详细的拆解。不过这次的问题与以往不同，苹果在iPad中使用了自行设计的Apple A4处理器。就算将机身大卸八块，我们也无法获知藏在这颗芯片中的秘密。于是，他们找到了对分析芯片这项工作更加专业的企业：芯片反向工程公司Chipworks，对iPad中的Apple A4处理器进行了又一层的“拆解”。

这就是我们今天的目标：Apple A4处理器，目前已知的确认规格是ARM架构，1GHz主频。芯片表面有清晰的编号，不过苹果并不对外销售芯片，也不会公布这些数字字母所代表的意义。
下面首先来介绍一下如何“拆解”一颗处理器。（以下图片来自第一代iPhone处理器的拆解过程，实际上此次Apple A4处理器拆解所用的技术更加先进，但基本原理是一致的）

这就是我们所说的晶圆，其中的每一个方块就是一颗处理器核心（die）。Apple A4的die尺寸为7.3x7.3mm，面积53平方毫米。下面我们要说到，Apple A4实际上不只是一颗处理器，它采用了PoP（Package on Package）堆叠封装技术，内部包括处理器核心和内存等配件，这也是我们称之为SoC（System on Chip，片上系统）的原因。

准备进入无尘室（当然这里的防护措施无法和晶圆厂相比）

先要将处理器从主板中取下。有两种方法完成这一工作：极限的外力或极限的热量。

选择第一种方法的结果

接下来要将处理器切开拍摄截面照片，这里采用的并不是“野蛮”的电锯法，而是慢慢进行研磨。

要知道，处理器一般还是尺寸较大的芯片，如果是更小的芯片，此步骤的难度可想而知。

这就是iPhone处理器的截面照片。中央的矩形部分为处理器核心，上方两个则为集成RAM内存。

当时使用的工作台

不会比大家的桌面干净到哪里去

进行这项工作的主要设备：扫描电子显微镜、高分辨率X光机以及大型光学放大镜和显微镜等。

figureme

原帖由 bobwu 于 2010-4-8 23:33 发表
价格稳定下来了会报出来的。这几天还不稳定。

国外一般咋买啊，我看国外也不便宜啊，我在美国，我想自己买一个玩玩，但是感觉价格也很贵，呜呜

bobwu

价格稳定下来了会报出来的。这几天还不稳定。

spidersjsj

老大准备代购IPAD吗？

bobwu

显示控制 LG SW0627B

苹果338S0805

内部标识 来自Dialog半导体

加速度计（重力方向识别）意法半导体STM-LIS331DLH

直流电压调节器 Linear Technologies 3442 N7667 LT9L

Intersil i976 45AIRZ F95OHX

bobwu

标注着苹果字样的未知芯片

实际上来自Cirrus Logic，可能是音频处理器

可能是一颗电源管理芯片

内部标注S6T2MLCX01

DisplayPort和PCI-E多路复用/分离器（Mux/Demux）

来自NXP，编号L0614 01 37 ZSD950

bobwu

下面，让我们用显微镜来看看iPad中的其他芯片：

电容式触摸屏控制器Broadcom BCM5974

I/O输入输出控制器Broadcom BCM5973

触摸屏信号放大芯片德州仪器CD3240A

一体化无线网络芯片（802.11 a/b/g/n WiFi，蓝牙2.1+EDR，FM收音机）Broadcom BCM4329

bobwu

回到正事上来，这就是已经清理出来的Apple A4处理器

背面的焊球触点

X光照片

侧面的两张X光。可以看到芯片内清晰的分为3层，其中1层是处理器核心，两层为三星制造的RAM内存。中间的黑色圆球即为连接各层的焊球。这也就是所谓PoP堆叠封装。

采用这种堆叠封装的一大好处是，苹果随时可以更换嵌入式内存的供应商，并不局限于三星。

真正的芯片die照片

另一个层次

苹果在核心上的标注，之前iPhone处理器上的三星标注已经不复存在。

不过在内嵌的RAM层上仍然可以看到三星的标签。这两层芯片编号K4X1G323PE，每颗为1Gb DDR SDRAM，合计组成iPad的256MB内存。

从以上的分析最终得出的结论是：
- Apple A4处理器并没有太多革命性的创新，其结构和之前iPhone中使用的三星处理器非常类似。
- 从硬件的角度来看，可以确定Apple A4为单核心处理器，即ARM Cortex-A8微架构。
- 很难从芯片结构的角度观察出Apple A4内嵌的图形核心。根据之前的消息，iPad的“集成显卡”应当是和iPhone 3GS完全相同的PowerVR SGX 535。
- Apple A4内嵌256MB内存，和iPhone 3GS完全一致。
- 苹果对ARM处理器核心设计的主要着眼点在于优化功耗和成本。
- 虽然大家都认为Apple A4的主要设计者来自于苹果收购的PA Semi公司，不过在芯片内并没有看到其明显标识

bobwu

下面再来看看今天分析Apple A4处理器所用的设备，以及Chipworks公司的工作环境：

扫描电子显微镜

研磨设备

酸液剥去封装材料