Apple
Apple Silicon (ранее Apple Ax) — серия систем на кристалле (СнК, SoC), используемых в компьютерных устройствах компании Apple: мобильных (iPhone, iPad, iPod, Apple Watch), телевизионной приставке Apple TV и компьютерах Mac. В этих системах используются микропроцессорные ядра с архитектурой ARM. Старший вице-президент Apple Inc по аппаратным технологиям Джони Сруджи с 2008 года возглавляет разработку и проектирование микропроцессоров серии Apple Ax. C 10 ноября 2020 года компания Apple начала переход на процессоры Apple Silicon вместо использования ЦП компании Intel в компьютерах Mac. Изначально
Apple A4
Apple A4 является микросборкой типа package on package (PoP), разработанной Apple и производящейся компанией Samsung. В основе чипа лежит микропроцессорное ядро общего назначения ARM Cortex-A8 и графический сопроцессор PowerVR. A4 был представлен публике в 2010 году как основной процессор планшетного компьютера Apple iPad; позже также был использован в смартфоне iPhone 4, четвёртом поколении музыкальных плееров iPod Touch и во втором поколении Apple TV. Во втором поколении планшетов iPad, выпущенных в следующем году, чип был заменен на Apple A5. Первая версия работала на частоте 1 ГГц (в iPad) и содержала ядро ARM Cortex-A8 вместе с GPU PowerVR SGX 535, изготовлялась на 45-нм техпроцессе Samsung. При установке в iPhone 4 и iPod Touch (четвертого поколения) тактовая частота была снижена до 800 МГц; тактовая частота чипа, использованного в Apple TV не уточнялась. Считается, что производительность ядра Cortex-A8, примененного в A4, была увеличена компанией Intrinsity (которая в апреле 2010 года была приобретена Apple за 120 миллионов долларов США) в сотрудничестве с Samsung. Полученное ядро, названное «Samsung Hummingbird», может работать на значительно более высоких тактовых частотах, чем другие реализации Cortex-A8, оставаясь при этом полностью совместимым. Среди других улучшений стоит отметить увеличенный кэш L2. Такое же ядро Cortex-A8 использовалось в СнК Samsung S5PC110A01. Видеоускоритель SGX535 в A4 потенциально может обрабатывать 35 миллионов полигонов в секунду и 500 миллионов пикселей в секунду. Кристалл процессора A4 не содержит оперативной памяти, но может использоваться в микросборках PoP. В iPad и iPod Touch 4го поколения и в Apple TV 2го поколения на процессор установлено два кристалла памяти DDR SDRAM с малым энергопотреблением объёмом в 128 мегабайт каждый (256 мегабайт всего). В iPhone 4 использовалось два кристалла по 256 МБ (всего 512 МБ). Оперативная память подключалась к процессору по 64-разрядной шине ARM AMBA 3 AXI. Новая шина имеет в два раза большую ширину, чем шины, использовавшиеся ранее в основанных на ARM 11 и ARM 9 устройствах Apple. Это потребовалось из-за более высоких требований графики в iPad.
Apple A5
Apple A5 представляет собой микросборку package on package (PoP), разработанную Apple и производимую Samsung. Процессор был представлен как часть планшетного компьютера iPad 2 в марте 2011 года, а затем смартфона iPhone 4S. (Последовательность обновлений совпала с таковой для A4: сначала в iPad, затем в iPhone 4 и потом в iPod touch). Процессор A5 содержит два ядра ARM Cortex-A9 с поддержкой SIMD-расширений NEON, и двухъядерный графический ускоритель PowerVR SGX543MP2, с производительностью 70-80 миллионов полигонов в секунду и темпом заливки пикселей в 2 миллиарда в секунду. Apple указала тактовую частоту A5 в 1 ГГц на странице технических спецификаций iPad 2, хотя возможная динамическая подстройка частоты для экономии заряда батареи. Процессор, использованный в iPhone 4S работает на частоте 800 МГц. Apple объявила, что процессор A5 в два раза более производителен чем A4, и что встроенный графический ускоритель имеет до 9 раз более высокую производительность. Микросборка A5 содержит 512 мегабайт оперативной памяти LPDDR2. Стоимость процессоров A5 на момент начала производства оценивается на 75 % выше стоимости A4. Изначально производился по техпроцессу 45 нм (модель S5L8940). Объявленные 7 марта 2012 года Apple TV третьего поколения и обновленная версия iPad 2 (обозначаемая iPad2,4) содержат более новую 32 нм модель процессора A5. Одно из ядер чипа отключено в Apple TV. На корпусе процессора имеется метка APL2498, в программном обеспечении чип имеет обозначение S5L8942. Вариант на 32 нм позволяет на 15 % дольше использовать веб-браузер, на 30 % дольше играть в 3D игры и примерно на 20 % дольше просматривать видео от одного заряда батареи, по сравнению с 45-нм моделью. Также была разработана улучшенная версия Apple A5X, имеющая больше ядер на борту и более высокую пропускную частоту.
Apple A6
Процессор Apple A6 был анонсирован 12 сентября 2012 года, одновременно с iPhone 5. Он имеет на 22 % меньшую площадь кристалла, в два раза более быстрый графический ускоритель и потребляет меньше энергии, чем 45-нм Apple A5. Процессор использует модифицированный набор команд ARMv7s, и это означает, что процессорное ядро является не лицензируемым ядром ARM, а собственной разработкой, сходной с ARM Cortex; аналогичные ядра проектирует Qualcomm (СнК Snapdragon, ядро Krait). Поддержка расширений VFPv4 позволяет предположить что процессорное ядро относится к классу Cortex-A15. Графический ускоритель — трёхъядерный PowerVR SGX543MP3 на частоте 266 МГц. Также была разработана улучшенная версия Apple A6X, имеющая больше ядер на борту и более высокую пропускную частоту.
Другие, более инновационные процессоры
- Apple A7 — был представлен 10 сентября 2013, вместе с iPhone 5S и является первым 64-битным мобильным процессором на ARM архитектуре. Система команд ARMv8
- Apple A8 — был представлен 9 сентября 2014, вместе с iPhone 6 и является очередным 64-битным мобильным процессором на ARM архитектуре. Система команд ARMv8.
- Apple A9 — был представлен в сентябре 2015 года вместе с iPhone 6s/iPhone 6s Plus. Позже использовался в iPad (5-го поколения) и iPhone SE. Производился в двух вариантах — по техпроцессу 14 нм FinFET Samsung и 16 нм FinFET TSMC. Содержит 2 процессорных ядра с 64-битной архитектурой ARMv8-A, микроархитектурой Twister.
- Apple A10 Fusion — был представлен 7 сентября 2016 года вместе с iPhone 7/iPhone 7 Plus. Также позже начал использоваться в iPad (6-го поколения) и iPad (7-го поколения). В нём используется 4 процессорных ядра, два из которых являются высокопроизводительными, другие два — энергоэффективными. Содержит порядка 3.3 млрд транзисторов.
- Apple A11 Bionic — был представлен 12 сентября 2017 вместе с iPhone 8, iPhone 8 Plus и iPhone X. Содержит 6 вычислительных ядер, из которых 2 ядра являются производительными, а 4 — энергоэффективными. Используется 4,3 млрд транзисторов, изготовленных на 10нм техпроцессе FinFET от TSMC. Впервые используется встроенная графика собственного производства (вместо решений от PowerVR).
- Apple A12 Bionic — был представлен 13 сентября 2018 вместе с iPhone XS, iPhone XS Max, iPhone XR. Позже были выпущены на этом процессоре iPad mini 5, iPad Air 3 и iPad 8 Содержит 6 вычислительных ядер, из которых 2 ядра являются производительными, а 4 — энергоэффективными. Используется 6,9 млрд транзисторов, изготовленных на 7-нм техпроцессе от TSMC.
- Apple A13 Bionic — модель осени 2019 года, 6-ядерный процессор ARM, использует 2-й вариант 7-нанометрового техпроцесса TSMC. Содержит 8,5 млрд транзисторов.
- Apple A14 Bionic — модель осени 2020 года, 6-ядерный процессор ARM, используется новый 5-нанометровый техпроцесс TSMC. Содержит 11,8 млрд транзисторов.
- Apple A5X — был анонсирован 7 марта 2012, вместе с 3-м поколением планшетных компьютеров iPad 3. Данная система на кристалле имеет четырёхъядерный графический ускоритель PowerVR SGX543MP4 вместо ранее использовавшегося двухъядерного. Также используется четырёхканальный контроллер оперативной памяти, который предоставляет пропускную способность до 12.8 ГБ/с, примерно в три раза более высокую чем в A5. Из-за новых ядер графики и каналов памяти кристалл имеет очень большую площадь, 163 mm², что, к примеру, в два раза больше чем у Nvidia Tegra 3. Большую часть площади занимает графический сопроцессор. Тактовые частоты двух ядер ARM Cortex-A9 остались на уровне в 1 ГГц, как и в A5. В отличие от предыдущих процессоров, оперативная память в системах на базе A5X устанавливается в виде отдельных микросхем, а не как часть микросборки PoP.
- Apple A6X — был представлен в октябре 2012 года, вместе с iPad 4. Он имеет два ядра Swift, как и A6, но, в отличие от него работает на более высоких тактовых частотах — до 1,4 ГГц и имеет 4-ядерный графический ускоритель модели PowerVR SGX554MP4.
- Apple A8X — был представлен 16 октября 2014 года, вместе с iPad Air 2. Система команд — ARMv8.
- Apple A9X — был представлен в ноябре 2015 года вместе с iPad Pro c 12,9-дюймовым экраном. Содержит 2 процессорных ядра с 64-битной архитектурой ARMv8-A, микроархитектурой Twister.
- Apple A10X Fusion — 64-битный 6-ядерный ARM-микропроцессор 2017 года с архитектурой ARMv8-A компании Apple из серии Apple Ax. Изготавливаемый по 10-нанометровому FinFET техпроцессу контрактным производителем TSMC.
- Apple A12X Bionic — был представлен 30 октября 2018, вместе с iPad Pro третьего поколения. Содержит 8 вычислительных ядер, из которых 4 ядра являются производительными и 4 — энергоэффективными. Используется 10 млрд транзисторов, изготовленных на 7нм техпроцессе от TSMC.
- Apple A12Z Bionic — 8-ядерный ARM-микропроцессор 2020 года, применяется в iPad Pro (2020) и в ARM Mac mini DTK.
- Центральный и графический процессоры
- Систему ввода/вывода
- Контроллер Thunderbolt
- Систему безопасности, которая раньше была в чипе T2
- Сигнальный процессор для обработки фото и видео
- Нейропроцессор и другие элементы
Процессоры серии AX и AZ
Mac Apple Silicon
В ноябре 2020 года Apple начала для себя новую главу в мире компьютерных процессоров.
М1 — это система на кристалле (SoC). Всё, что в других десктопных системах, разбросано по материнской плате в виде отдельных чипов в М1 располагается на одном маленьком кусочке кремния. Так на одном кристалле М1 удалось разместить, огромное количество различных компонентов:
Такой подход, позволил сэкономить много места и энергии, потому как один чип, при прочих равных, всегда будет затрачивать меньше энергии, чем несколько. Дальше. Как и A14 Bionic, М1 создан по передовому 5 нм техпроцессу и вмещает 16 миллиардов транзисторов! Это делает систему Apple еще более компактной и энергоэффективной. Напомню, что Intel по-прежнему топчется на 10 и 14 нм, а AMD пока что остановились на 7 нм.
Интегрируемость разных компонентов
В плане интеграции разных компонентов между собой Apple пошли еще дальше, чем в своих мобильных процессорах. В результате чего, все компоненты однокристальной системы имеют быстрый доступ к одним и тем же данным и нет необходимости лишний раз копировать и перемещать данные на разные участки памяти. Это сильно уменьшает задержки и ускоряет систему в целом. Например, оперативную память они расположили под одной крышкой с основным кристаллом. Такой подход улучшает работоспособность всей системы, но затрудняет аппаратное обновление. У пользователя нет возможности самому увеличить размер оперативной памяти, так как она расположена на чипе.
Apple поняла, что Айфон ей не принадлежит. Что теперь делать?
Осенью прошлого года, когда Apple готовила запас новых Айфонов как раз к рождественским и новогодним распродажам, новая волна COVID-19 захлестнула Китай и не позволила компании из Купертино произвести то количество, которое было запланировано. В итоге многие покупатели не смогли получить новинку до праздников, а кто-то даже отказался от покупки. Перенос производства в другие страны начался задолго до этого по политическим причинам, но ковид стал последней каплей.
Скоро на большей части Айфонов не будет надписи Assembled in China.
Это позволит снизить зависимость от Китая, с которым у США сейчас напряженные отношения, и в случае проблем в каком-то одном государстве позволит минимизировать потери. Разбираемся, какие действия Apple для этого предпринимает, принесут ли они результат и как это скажется на пользователях продуктов Apple.
Где производят Айфоны
Хоть большая часть ограничений в Китае уже сняты и началось движение в сторону открытия границ, решение, принятое Apple, окончательное и бесповоротное. Не последнюю роль в этом играет не столько коронавирус, сколько напряженные политические отношения между двумя странами. Существует определенная вероятность, что дальнейшие ограничения и торговые пошлины, которые вводятся правительствами двух стран, в итоге могут повысить стоимость производства слишком сильно, чтобы итоговая цена для покупателей оставалась на конкурентном уровне.
Так собирают новые Айфоны.
В качестве альтернативы Китаю в Купертино сейчас рассматривают две страны, в которые уже начался перенос основного производства — это Вьетнам и Индия. Причем Айфоны в Индии производятся уже с сентября, но далеко не в том объеме, чтобы покрыть дефицит, образовавшийся после практически полного прекращения производства смартфонов на одном из заводов Foxconn осенью.
Причем производство Айфонов в Индии организовано не от хорошей жизни. По местным законам компании, желающие продавать свои товары внутри страны, должны в обязательном порядке производить на месте не менее 30% продукции. Вот и пришлось Apple для выхода на один из крупнейших мировых рынков открывать производство. При этом напряжение между США и Китаем заставило Apple смещать фокус в производстве на Индию.
По данным Bloomberg, с апреля по декабрь 2022 года Apple вывезла из Индии Айфонов более чем на 2,5 миллиарда долларов. Кажется, что это впечатляющая сумма. Но по факту это всего лишь 3 миллиона устройств. Просто для сравнения: Китай производит 230 миллионов. Впечатляет? Глядя на эти цифры, кажется, что Apple будет очень непросто сократить зависимость от Китая. Но в Купертино планомерно над этим работают, и я не удивлюсь, если в скором времени производство будет поделено поровну между тремя государствами: Китаем, Индией и Вьетнамом.
Процессор для Айфона
Но одно дело — собрать Айфон или какое-то другое устройство, и совсем другое — произвести для него компоненты. Как вы знаете, Apple самостоятельно разрабатывает процессоры практически для всей своей техники, за редким исключением. Чтобы при их производстве не произошло каких-либо сбоев, уже ведутся переговоры с TSMC о том, чтобы в случае каких-либо проблем быстро организовать выпуск чипов Apple в немецком Дрездене. Но сохранить те объемы, которые сейчас производятся на Тайване, у компании не получится.
В этом прекрасном городе может появиться завод по производству процессоров.
При этом перенести производство на завод в Аризоне, который уже существует и готов к выпуску процессоров Apple не сможет. Только к 2024 году он будет выпускать 4-нм чипы, что означает отставание от Тайваня на два-три года. В условиях ожесточенной конкуренции — это очень серьезный срок, а инвестировать в производство, которым компания заведомо не планирует пользоваться — странное решение. Этот завод с помпой посещал бывший президент США Дональдом Трампом, и изначально выпускал только компьютеры Mac Pro.
Вряд ли у Apple получится отказаться от Тайваня при производстве чипсетов.
Но стоимость производства на нем оказалась для Apple сильно высокой, и последнее время ничего значимого на нем не выполнялось. Но даже если TSMC откроет завод в Дрездене, то вряд ли выпуск чипсетов на нем будет сильно дешевле, чем в США. Поэтому для Apple невыгодно заходить с подобными инициативами в развитые страны. Но с учетом напряжения между Китаем и Тайванем оставлять производство процессоров только на территории последнего очень недальновидно. После осеннего кризиса с iPhone 14 Pro и iPhone 14 Pro Max в Китае Apple это понимает, но на текущий момент реальных альтернатив нет.
Кто делает экраны Apple
Экран в iPhone 14 Pro признан одним из самых лучших среди смартфонов.
Однако одними процессорами и переносом сборки Apple не собирается ограничиваться. В Купертино будут стараться уменьшить свою зависимость от других поставщиков компонентов, и в частности, Samsung. По информации, которая появилась в распоряжении Bloomberg, Apple планирует уже в 2024 году устанавливать в часть своих устройств экраны собственного производства.
На текущий момент в Купертино закупают дисплеи для всей своей техники у пяти разных компаний: Samsung, LG, Japan Display, BOE Technology и Sharp. Чтобы снизить зависимость от них всех и попробовать уменьшить себестоимость одного из самых ключевых компонентов в большинстве современных устройств, Apple и решилась на этот шаг. Ближе к концу 2024 года мы увидим первые Apple Watch с экраном micro-LED производства Apple. Скорее всего, это будет как раз следующее поколение Apple Watch Ultra, которое в 2023 году может и не получить новую версию.
Apple Watch Ultra получат яркий micro-LED экран.
❗️ПОДПИШИСЬ НА НАШ ПУЛЬС. БУДЕШЬ УЗНАВАТЬ ВСЕ НОВОЕ САМЫМ ПЕРВЫМ
Причем Apple для собственных экранов разработала полный процесс их производства вместе со всеми настройками, которые будут использоваться в конечных устройствах. Компании не нужна помощь сторонних специалистов в калибровке и регулировке отдельных параметров. Вот как желание снизить себестоимость заставляет компанию не стоять на месте, а расти и развиваться.
Сотовая связь — Айфон
В iPhone будет устанавливаться 5G модем производства Apple.
Но только на дисплеях Apple не остановилась. Как стало известно Bloomberg, в компании решились на переход на модемы собственного производства. Где-то далеко, тихонько засмеялась компания Intel. Несколько лет назад в Айфонах использовались модемы их производства, но зарекомендовали себя с не самой лучшей стороны. Они по всем параметрам проигрывали модемам от Qualcomm, а любая проблема с качеством сигнала в них решалась увеличением мощности, что приводило к повышенному разряду батареи. Инженеры Intel совсем не пытались разобраться в причинах и хотя бы как-то постараться уладить ситуацию другим путем.
Станет ли 5G от Apple быстрее и качественнее решения Qualcomm?
В итоге, приобретя в 2019 году модемное подразделение Интел и набравшись опыта от сотрудничества с Qualcomm, с которой истекает контракт в 2023 году, Apple решила создать собственный 5G-модем. А чтобы добиться еще большей независимости от сторонних компаний — чип Wi-Fi и Bluetooth, что позволит отказаться и от услуг Broadcom, производящей отдельный чип под эти беспроводные модули.
Глядя со стороны на планы компании, кажется, что уж слишком они наполеоновские. Но, как по мне, именно так и должен выглядеть здоровый цикл производства. Понятное дело, что от кооперации в современном мире никуда не деться, но часть компонентов для обеспечения минимального количества продукции лучше производить самостоятельно. Это в первую очередь сократит издержки и позволит добиться лучшей цены при переговорах о производстве оставшейся части компонентов. Но самое главное — сделает компанию независимой от катаклизмов, происходящих в разных точках мира.
Каким будет новый Айфон
Как видите, Apple ведет очень активную работу, чтобы становиться все более независимой компанией от поставщиков и производителей компонентов. А перенос производства вообще открывает для Купертино совсем другие возможности. Понятно, что сама компания в чем-то сможет сэкономить, а где-то и подзаработать дополнительные средства. Но что это все даст обычным пользователям? В первую очередь предлагаю обсудить перенос производства в другие страны.
Основная часть производства iPhone 15 все равно будет проходить в Китае.
Жалобы на брак в последних Айфонах, Айпадах и Макбуках стали встречаться чаще, чем раньше. Перенос производства при должном контроле не должен никак сказаться на качестве производимой продукции. Но вот если Apple бросит этим заниматься, то ничего хорошего в итоге не выйдет. Поэтому на первых порах, если в Купертино хотят сохранить качество хотя бы на текущем уровне, контроль придется усиливать и сэкономить на этом не получится.
Со временем этот вопрос решится, но необходимый опыт придется сначала наработать. А вот с экранами, модемами и чипами Wi-Fi и Bluetooth все не так однозначно. У Apple уже был негативный опыт по отказу от модемов Qualcomm. И еще раз бить в одну и ту же воронку — странное решение. Но не попробовать в Купертино тоже не могут. Все-таки лучше полностью контролировать все компоненты в собственном устройстве. По моему мнению, первые Айфоны с собственными модемами и чипами для беспроводной связи не будут показывать хороших результатов. А мы с вами, покупатели продуктов, выступим бета-тестерами. Но через пару поколений Apple сможет сделать собственное решение, которое будет ничуть не хуже конкурентов.
Если iPhone получит вырез под фронталку в таком стиле, то узнать его среди других смартфонов будет практически невозможно.
Относительно экранов тоже спорная ситуация. Все-таки тот же Самсунг — один из лучших производителей дисплеев на рынке, и полностью отказываться от сотрудничества с такой компанией нельзя. Но про полный отказ никто и не говорит. Поэтому у Apple всегда будет доступ к современным экранам, и об этом точно можно не переживать. В итоге самым критичным моментом для потребителей при попытке добиться независимости от внешней среды является качество производимой продукции. Причем как сборки, так и отдельных компонентов, в частности модема. Чтобы все прошло идеально, Apple нужна пара поколений устройств, которые это обкатают. По последним данным, выпуск iPhone SE 4, который должен был стать первым смартфоном с собственным модемом, отменен. Поэтому все шишки, если они будут, посыпятся на покупателей Айфонов из обычной линейки.
Советую всем быть к этому готовыми. Как показал 2022 год, лучше всего рассчитывать только на свои силы и возможности, что Apple сейчас и старается сделать. Но что следует понимать точно, так это то, что, даже разработав полный производственный цикл, производить детали самостоятельно Apple не сможет. И ей в любом случае придется передавать это на аутсорсинг. Просто контроля над ситуацией у компании будет не в пример больше. Надеюсь, обойдется без скоропалительных решений, а каждый шаг будет как следует просчитываться и тестироваться. Все-таки лояльность пользователей, даже такую, как есть у Apple, очень легко можно потерять. Покупатели одних из самых дорогих устройств готовы терпеть, но не до бесконечности.
Apple разместила первый заказ на чипы с 3-нм техпроцессом у TSMC
После выхода первых чипов на 5-нм техпроцессе Apple уже размещает заказы на производство 3-нм чипов на мощностях TSMC в 2022 году. Источники говорят, что эти чипы, вероятно, будут использоваться в будущих iPad и MacBook.
TSMC почти завершила процесс сертификации, поэтому в 2021 году может начаться пробное производство, а массовое производство стартует в 2022 году.
Между тем сама TSMC начала активно набирать сотрудников для завода в Аризоне, США. Производителю требуется более 600 инженеров и руководителей.
Как сообщил Nikkei председатель TSMC Марк Лю, производитель готовится построить завод по производству чипов стоимостью $12 млрд. Строительство завода стартует в следующем году, а производство начнется в 2024 году. Завод в конечном итоге создаст более 1600 рабочих мест напрямую и тысячи рабочих мест для обслуживания экосистемы полупроводников. Многие поставщики TSMC, такие как Marketech International Corp., производитель полупроводникового оборудования, а также ведущий поставщик материалов для микросхем Entegris, тоже заявили о планах расширения в Аризоне.
По словам Лю, для запуска завода направят группу из более чем 300 нынешних сотрудников и менеджеров, имеющих опыт разработки и производства 5-нанометровых чипов. По данным источников, власти США согласились предложить столько рабочих виз, сколько требуется TSMC.
Кроме того, TSMC набирает еще 300 новых сотрудников с опытом работы от одного до двух лет, которые уже имеют право работать в США. Сначала их направят в город Тайнань на юге Тайваня, где находится нынешний завод компании по производству 5-нм чипов. Там сотрудникам предстоит пройти годовую программу обучения перед отправкой в Аризону. Обучение будет проходить на английском языке.
Согласно веб-сайту TSMC, компания нанимает инженеров по исследованиям и разработкам, инженеров-технологов, инженеров по оборудованию, программистов и других специалистов.
По данным IC Insights, Азия стала самым важным регионом в мире по производству микросхем, на ее долю приходится 75% мировых производственных мощностей по производству полупроводников. На один только Тайвань приходилось 22% мирового производства, при этом большая часть — на TSMC. Теперь США намереваются перехватить лидерство, привлекая компании к работе на своей территории.
Сказываются и ограничения, которые вводят Штаты с целью укрепления безопасности. TSMC является ключевым поставщиком микросхем для Apple, Intel, Qualcomm и Google, но также производит микросхемы для американского разработчика Xilinx, которые используются в истребителях F-35.
Вашингтон усилил давление на тайваньскую компанию, чтобы гарантировать, что производство компонентов с высокой степенью защиты защищено от потенциального вмешательства Китая. TSMC также была вынуждена отказаться от поставок для своего ключевого клиента Huawei после того, как в начале этого года США ввели более жесткие торговые ограничения.
Южнокорейская Samsung, ключевой конкурент TSMC, также планирует расширить свои производственные мощности в Техасе, чтобы привлечь таких американских клиентов, как Apple, Google, Qualcomm и Tesla. Samsung разделяла с TSMC заказы на чипы для iPhone до 2016 года.
Ранее Apple забронировала 80% мощностей TSMC на конвейере 5 нм. Компании необходимо в течение двух лет перевести продукцию на собственные чипы, отказавшись от процессоров Intel. Первый чип M1 вышел для новых моделей MacBook Air, MacBook Pro 13 и Mac mini.
Кто делает процессоры для apple
Несколько лет назад инженеры в Apple подумали, что камера iPhone может стать умнее при помощи новых мощных алгоритмов машинного обучения, известных как нейронные сети. Своей идеей они сразу же поделились с вице-президентом Тимом Миллетом.
Миллет руководит командой процессорных инженеров. В iPhone X они добавили новый режим портретной съемки, который может регулировать освещение на лицах людей и искусно размывать фон. Все это благодаря новому модулю, добавленному в главный процессор iPhone – нейронному движку, заточенному под машинное обучение. Благодаря нему же появилась система блокировки Face ID.
Тот факт, что инженеры iPhone смогли сами разработать процессор для запуска фич вроде Face ID, показывает преимущества нетрадиционной аппаратурной стратегии Apple. Большинство производителей компьютеров и гаджетов покупают чипы для своих устройств у производителей полупроводников, таких как Intel, Qualcomm или Samsung. Apple же с 2010 года сама проектирует процессор, который на заказ производит сторонняя компания.
На прошлой неделе Apple презентовала три новых iPhone. Все устройства работают на новом процессоре под названием А12 Bionic, спроектированном командой Миллета. Для его создания применялись более продвинутые технологии, чем при создании любого другого эквивалентного чипа в мобильном устройстве. Размер отдельных элементов транзисторов A12 – 7 нанометров, что на 3 нанометра меньше, чем в предыдущем iPhone. Так Apple смогла уместить 6,9 миллиардов транзисторов – на 2,6 миллиарда больше, чем в прошлом году.
Благодаря этому графический процессор значительно мощнее, а нейронный движок – больше. В прошлом году он мог выполнять 600 миллиардов операций в секунду, сегодня – пять триллионов.
Миллет утверждает, что эти обновления способствовали улучшению портретного режима, который позволяет пользователям настраивать глубину резкости после того, как фотография была сделана. Помимо этого, дополненная реальность стала еще более точной и реалистичной. Нейронный движок также доступен теперь для сторонних разработчиков, с целью создать еще больше приложений, основанных на ИИ.
Одновременная работа над софтом и железом особенно ценна сейчас для Apple, когда продажи iPhone перестали расти. Компания должна придумывать новые фичи, чтобы стимулировать владельцев iPhone обновлять свои устройства. Samsung также производит смартфоны и процессоры для них, но эти две отрасли не переплетаются, как в Apple, и корейская компания продает свои процессоры другим производителям устройств.
Apple не признается, кто производит новые чипы A12. В индустрии поговаривают, что этим занимается тайваньская компания TSMC. На мероприятии TSMC в прошлом октябре были процитированы слова главного операционного директора Apple, который сказал, что TSMC является единственным поставщиком новых чипов iPhone и iPad и похвалил ее за производство 1,5 миллиарда чипов Apple менее чем за год.
Если это действительно так, то Apple пришлось сильно потратиться. «Они тратят большие деньги, чтобы зарезервировать производственные ресурсы и стать первыми в очереди», – утверждает Патрик Мурхэд, аналитик полупроводников в Moor Insights & Strategy. Apple заявляет, что ее капитальные расходы составят $17 миллиардов к концу финансового года. Это в восемь раз больше, чем компания потратила в 2010 году, когда Джобс представил первый спроектированный Apple чип в iPhone 4.
Apple – самая дорогая компания в мире, но вскоре разработчики чипов столкнутся с еще больше силой – законами физики. Индустрия уверена, что в 2020 году появятся транзисторы размером в 5 нанометров. Как уменьшать их и дальше – пока непонятно. Длительная тенденция экспоненциального уменьшения транзисторов, называемая законом Мура, замедлилась и, вероятно, прекратилась.
Стратегия Apple может продолжить работать, если или когда транзисторы перестанут уменьшаться. Проектирование процессоров может стать основным способом выжимать максимум из кремниевых чипов, и полный контроль Apple над iPhone даст больше гибкости.
Миллет отказывается отвечать на вопросы о планах команды, хотя он отмечает, что теперь разработчики мыслят еще шире. «На то, чтобы разработать процессор от начала до конца, у нас уходит несколько лет», – говорит он. Где-то в глубинах штаб-квартиры Apple в Калифорнии уже разрабатывается железо, благодаря которому появятся новые функции следующих айфонов.