Какие тайны скрывает «сердце» Apple Watch – чип S1?

В ходе недавнего демонтажа данного модуля специалисты ABI Research выявили наличие 20-пинового процессора ARM Cortex M0, 512 Мб ОЗУ, Wi-Fi-приемник от Broadcom, NFC-чип производства нидерландской NXP и прочее. Но в Chipworks пошли дальше, вознамерившись разгадать секреты инновационной архитектуры процессора Apple Watch — S1.

Apple Watch S1 chip

Будучи классическим образчиком технологии «система-на-чипе», монолитный с виду S1 состоит из целого комплекса отдельных узлов, суммарным числом в 30 единиц. И надо отдать должное конструкторам Apple, сумевшим втиснуть их все в пространство 28×26 мм. По мнению представителей Chipworks, это серьезное достижение, потребовавшее уникальных дизайнерских решений. Не обошлось здесь и без взаимовыгодной помощи со стороны Samsung – корейский производитель обеспечивает яблочный бренд особыми чипами с низким энергопотреблением, построенными по 28-нм технологическому процессу.

Процессор S1 Apple WatchЭто далеко не предел возможностей, скорее, в Apple вынуждены были задействовать проверенный и оптимизированный вариант. К таким чипам относится линейка Qualcomm Snapdragon 801-805, 28-нм уровнем ограничены прошлогодние процессоры A7 в iPhone 5s и iPad Air, таковыми же являются Nvidia K1. А вот новенькие A8, залог вычислительной мощи фаблетов iPhone 6 и iPhone 6 Plus, уже выполнены по 20-нм процессу. И в Samsung не скрывают, что всеми силами стремятся освоить промышленный выпуск чипов, сконструированных уже на 14-нм уровне.

Apple S1

Впрочем, Apple Watch еще «повезло», так как один из главных конкурентов, часы Moto 360, укомплектованы процессором Texas Instruments OMAP 3630. И выполнен он по 45-нм технологическому процессу, а это уровень старичка iPhone 4S, не выше. Оба устройства относятся к категории «application processor» – разработка для мобильных гаджетов, где CPU скомбинирован с GPU (основной и графический процессоры). В случае с S1, чип промаркированный как APL0778, оснащается системой PowerVR SGX543 от Imagination Technologies.

Размеры всего узла 5,2×6,2 мм, а сконструирован он по принципу «package-on-package», когда пластины оперативной памяти монтируются непосредственно над самим процессором. Экономия пространства, минимизация пути для управляющих сигналов, увеличение быстродействия – решение столь удачное, что его активно эксплуатировали еще в старых версиях iPhone. Строго говоря, в Apple Watch не применили ничего нового, просто использовали данный подход по максимуму, обеспечив необычайно высокую плотность компонентов внутри системы.

Как характерный пример – радио-модуль NFC расположен особняком, тогда как контроллер этой системы связи интегрирован с блоком «безопасного хранилища», известном как Secure Enclave. Нет нужды гонять кодированный сигнал с бесценными сведениями даже несколько мм через всю плату, миграция данных осуществляется на минимальное расстояние. Один из столпов системы безопасности Apple Pay – конфиденциальные сведения изолированы от прочих подсистем. И, во вторую очередь, сэкономлена еще толика дефицитного полезного объема внутри чипа.

Процессор S1 Apple WatchИ уникальные, и типовые, все тридцать компонентов S1 смонтированы на единой плате. После сборки общую подложку целиком покрывают защитным составом из синтетических смол и, строго говоря, аккуратному демонтажу эта конструкция уже не подлежит вовсе. Приходится в прямом смысле ломать внешнюю оболочку, чтобы добраться до начинки, чем и объясняется не особо приглядный вид вскрытого чипа S1. Да и на ремонтопригодности можно практически поставить крест.

Процессор S1 Apple Watch

Если взглянуть на рекламные макеты архитектуры S1, где представлен общий порядок расположения компонентов, без подписей к ним, взгляду не за что зацепиться – типовое изображение интегральной схемы. Однако видеть таковые с габаритами 28×26 мм исследователям из Chipworks еще не доводилось. И при вдумчивом изучении содержимого чипа нетрудно понять – Apple весьма повезло с партнерами. Имеется ввиду вклад в общее дело поставщиков компонентов, создавших конкретные узлы для Apple Watch. Едва ли не больше всех постарались в Texas Instruments – их маркировка нанесена на 6 различных модулей.

На втором месте находится STMicroelectronics, изготавливающая для Apple Watch 6-осный сенсор акселерометра, гироскоп и микроконтроллер flash-памяти для процессора ARM Cortex 0M. А также оптический датчик, размещенный под валом цифрового колесика Digital Crown и используемый для отслеживания его вращения и нажатия. Упомянутый выше сенсор акселерометра – диковинка, так как представлен в единственном числе и для его работы не требуются данные от «напарника» в лице внешнего акселерометра. Для справки, нынешние флагманские смартфоны Apple оснащаются дуэтом из 6-осного датчика Invensense и 3-осного акселерометра Bosch.

Процессор S1 Apple WatchПоследнее наблюдение навело специалистов Chipworks на мысль, что Apple накопила больший опыт в проектировании интегральных схем, чем считалось ранее. Налицо принципиально новый подход и к выбору комплектующих, и к их компоновке на плате, причем в итоге получается все та же полноценная «схема-на-чипе». Вместо того, чтобы скупать все самое передовое на рынке, компания пошла по своему пути, инвестируя в фундаментальные разработки. И поручая партнерам сугубо массовую работу – штамповать по купертиновским чертежам готовые модули. А это означает, что конкурентам не получится просто пройтись с условным списком по магазинам и собрать затем реплику Apple Watch.

Смотрите также:

  1. 5
  2. 4
  3. 3
  4. 2
  5. 1
(0 голосов, в среднем: 0 из 5)
, . yablyk-news