Apple A4

Apple A4 on Apple Inc.-i loodud ja Samsungi toodetud ühekiibine protsessor, mis toodi turule iPadis 2010. aasta alguses. Hiljem on Apple kasutanud seda veel teistes seadmetes nagu iPhone 4 jms. Apple A4 protsessori ilmumine tekitas tehnoloogia suhtlusringides palju laineid, kuna selle taktsagedus ja voolutarve olid tunduvalt paremad kui konkurentidel.
2011. aasta alguses valmis uus protsessor Apple A5, mis asendas uutes seadmetes Apple A4 protsessori.
Ehitus.
Apple A4 kiip põhineb ARM arhitektuuril. Täpseid andmeid protsessori kohta ei ole Apple avalikustanud, mistõttu leidub tehnikahuviliste seas erinevaid versioone A4 "siseelu" kohta. Mitmed uurijad arvavad, et tegemist on ARM Cortex-A8 protsessoriga, mille juurde on lisatud PowerVR SGX 535 graafikaprotsessor. Cortex-A8 protsessor on ARM Holdingsi toodetud 32-bitine, ühetuumaline protsessor, mis põhineb ARMv7 arhitektuuril. Tal on 600–1000 MHz taktsagedus ja tartarvitab voolu võimsusega 300 mW. Mõned allikad aga väidavad, et kasutatakse hoopis Cortex-A9 protsessorit ja ARM Mali 50-seeria graafikaprotsessorit. Siiski mõned isikud välistavad viimast väidet, kuna Cortex-A9 on mitmetuumaline protsessor taktsagedusega 2 GHz, mis erineb taktsagedusega 1 GHz ühetuumalisest protsessorist A4. Veel on olemas ühetuumalised A9 protsessorid, kuid fakt on, et Apple A4-l ja Cortex-A9-l on erinevad taktsagedused. Protsessoritele on lisatud ka mälu (Samsung K4X1G323PE). Veel on väidetud, et Apple sai Cortex-A8 protsessorid Samsungilt.
A4 lahti lammutanud firma iFixit Inc. esindajate sõnul on terve "kivi" toodetud Samsungi poolt, kuna omavahel suhtlevad protsessorid ja mälud asuvad teineteisele väga lähedal, et võita ruumis – see on just sama põhimõte, mida kasutab oma toodetes Samsung.
Omadused.
Protsessor töötab taktsagedusega 1 GHz. Väidetavalt on see tänu Palo Alto Semiconducters (PA Semi) tehtud tööle. Apple ostis firma PA Semis 2008. aasta aprillis. Lisaks sellele, et A4-l on parem taktsagedus kui tema (tolle aja) konkurentidel, on tal ka üllatavalt väike võimsus: W-Fi kasutamisel 500–800 mW ja filmi või video mängimisel 250–520 mW.
Et saada teada Apple A4 omadusi, on seda katsetatud ja testitud erinevates olukordades. Näiteks on leitud, et Apple iPad laeb veebilehte umbes 10–22% kiiremini kui HTC toodetud Nexus One ning selle protsessori jõudlus on 10% suurem Nexus One'is sisalduvas Qualcommi Snapdragoni protsessoril.
Areng.
A4 areng algas 2005. aastal Apple'i püüdlusega PowerBooki PowerPC G5 kiipi paigaldada, et muuta see kiiremaks. Vaatamata põhjustele, et inimesed tahtsid võimsamat PowerBooki ja Freescale PowerPC G5 kiip tarvitab vähe voolu, see ei õnnestunud. PowerBook osutus selle tarbeks liiga õhukeseks.
Seejärel otsustas Apple teha koostööd PA vSemiga. 2007. aasta veebruaris lasti välja PWRficient. See on võimas 64-bitine protsessorikiip, mis tarvitab väga vähe voolu. Taktsagedus 2 GHz, võimsusega 13 W, kusjuures maksimumvõimsus 25 W. Lähima konkurendi Inteli Merom Core 2 Duo Lv L7700 taktsagedus oli 1,8 GHz, maksimumvõimsusega 17 W. Järgmisel aastal ostis Apple PA Semi ära. Arvati, et Apple tahtis ostetud uue firmaga mobiilsetele seadmetele uusi komponente valmistama hakata.
Kasutus.
Apple A4 on mõeldud töötama seadmetes, mis ei tarvita palju voolu. Seda protsessorit on võimalik vastavalt vajadusele ka muuta. Näiteks võib lisada rohkem mälu ja lisada tuumasid, et andmeid kiiremini töödelda või graafikaprotsessorit mängimiseks arendada. Analüütikute sõnul saaks neid kasutada madala võimsusega serverites, telekates jne., kui vaid firma sooviks. Kuigi on Apple'i tulevasi tooteid raske ennustada, võivad sarnased mikrokiibid jõuda üsna tõenäoliselt võrguserveritesse ja meelelahutussüsteemidesse, olles odavamad ja tarvitades vähem voolu, kui mõni Inteli toodetud protsessor, mille kõige parem kiip antud valdkonnas tarvitab 2 W võimsust ja töötab sagedusega 2 GHz.
Siiski ei asenda A4 protsessor Apple arvutites Inteli protsessoreid, sest Apple sai võrdlemisi hiljuti alles valmis oma tarkvara muudatustega, mis võimaldab sellel töötada Intel arhitektuuril. Uuesti kohandamine ARM-ile oleks väga kulukas. Pigem leiaks see kasutust kuskil seadmetes väiksemate protsesside sooritamiseks, näiteks hetkkäivituseks, et kasutajad saaksid kiiresti juurdepääsu veebilehtedele või oma e-kirjadele.
Apple kasutas seda protsessorit oma mobiilseadmetes põhiprotsessorina. See on suhteliselt lihtsam ja efektiivsem, kui kasutada teise tootjate valmistatud protsessoreid, kuna igasugune muudatuste tegemise võimalus jääb Apple'ile endale. Tavaliselt on protsessorid valmistatud nii, et neid saaks kasutada paljudes rakenduskohtades, aga kõik ei pruugi neid kasutada ühtemoodi. Apple saab enda kiipidele panna täpselt, mis neil vaja on ja jätta ära kõik, mida vaja ei lähe. Nii säästetakse ruumis ja energiatarbes.
Seadmed, milles kasutatakse Apple A4 protsessorit:
Apple A4 võrreldes konkurentidega.
Apple A4, ARM Cortex-A8 ja Qualcomm Snapdragon.
"Kui me ei arvesta võrguühendust, on A4 iPadl 37,6% eelis jõudluses üle Qualcomm QSD8250. See on üks suurimaid erinevusi varem nähtust. Kui Apple suudab rakendada sellist jõudlust oma nutitelefoni A4 versioonis, on meil vedanud." – Steve Jobs
Apple A4 ja Intel Atom.
Intel Atom seeria põhineb Bonelli mikroarhitketuuril ja toodetud Inteli poolt. See on mõeldud kasutamiseks sülearvutites, "netbook"'ides ja teistes väikestes seadmetes. Nad on kasulikud, kuna nad tarvitavad võrdlemisi vähe voolu ja kuuluvad x86 ja x86-64 mikroprotsessorite kategooriasse.
Intel Atomitel on erinevad taktsagedused, millest kõige kiirem on kuni 2,3 GHz. Keskmine taktsagedus on umbes 1,8 GHz. Selle ja A4 vahe võib tunduda suur, kuid tuleb pidada meeles, et Apple A4 käivitub hetkega, kuid sülearvutid võtavad natuke aega. Lisaks on A4 voolutarve väiksem kui Intel Atomil. Kui vaadata mälu, siis on A4-s mälu väiksem, kui sülearvutitesse paigaldatud mälud. Siiski täidetakse käske kiiremini A4-s, mitte Intel Atomis.
Neid kahte protsessorit on siiski raske võrrelda, kuna nad on mõeldud kahele erinevale platvormile.
Apple A4 ja Apple A5.
Apple A5 on A4 järeltulija. Tal on 2 tuuma ja põhineb niisamuti ARM arhitektuuril. A5-s on 1 GHz kahetuumaline ARM Cortex-A9 protsessor ja kahetuumaline PowerVR SGX543MP2 graafikaprotsessor. A5 on Apple'i toode.
Võrreldes neid kahte mikrokiipi: A5 tarvitab rohkem voolu kui A4, kuna tal on võimsam graafikaprotsessor. On ka märgatud, et kuigi A5 on mitmetuumaline, on tema kiirus väiksem kui A4-l: iPad 2 protsessori taktsagedus ei olegi 1 GHz nagu iPad 1-s on, vaid võngub 861–894 MHz. Iga tuum A5s töötab 10% aeglasemalt, kui A4 protsessori tuum.
Hummingbird ja Snapdragon.
Hummingbird on Samsungi toodetud protsessor, mis on ehituselt ja omadustelt sarnane Apple A4-ga. Mõned tehnikahuvilised väidavad, et Apple A4 ja Hummingbird on üks ja sama toode.
Snapdragon ilmus turule esimesena, mille järel väljastas Samsung Hummingbirdi, millel on 5–10% parem jõudlus. Jõudluse kasv saavutati tänu ARMv7 arhitektuurile, mille tõttu saab kiibile rohkem transistoreid paigutada. Hummingbirdil on suurem taktsagedus, ta töötleb graafikat paremini ja väljastab heli parema kvaliteediga.
Snapdragoni kiibile saab lisada mobiilvõrgu kui ka GPS antenne. See omadus säästab ruumi ja vähendab koguraskust seadmetes.
Kokkuvõttes on Hummingbird-i eeliseks tema kiirus, Snapdragonil paljude elementide lisamise võimalus.