Apple liefert erste ARM-Prozessoren mit 32-nm-Strukturen

Wie es aussieht, hat Apple still und heimlich den ersten ARM-Prozessor mit 32-nm-Strukturen in Stückzahlen ausgeliefert. Das erstaunliche daran: Der Chip mit der brandneuen Fertigungstechnik steckt nicht etwa im Flaggschiff – dem iPad 3 –, sondern der dritten Auflage des Apple TV. Zudem handelt es sich nicht um einen neuen oder schnelleren Chip, sondern um einen auf den neuen Prozess verkleinerten Apple A5, dem vermutlich ein Kern deaktiviert wurde. Apple nennt ihn offiziell weiterhin A5, verwendet intern aber nun die Bezeichnung S5L8942 (oder auch A5R2). Die ältere 45-nm-Version heißt intern S5L8940. Weder bei den CPU-Kernen (Cortex-A9) noch bei der Grafikeinheit (PowerVR SGX543MP2) unterscheidet sich der alte vom neuen A5.

Eine Variante des S5L8942 mit zwei aktiven Kernen kommt in der Neuauflage des iPad 2 zum Einsatz. Auch darum macht Apple kein Aufhebens – wahrscheinlich, weil sich die verkleinerten Strukturen des System-on-Chip weder auf die Performance noch auf die Akkulaufzeit signifikant auswirken.

Zum Vergleich: Der A5X des iPad 3 hat zwei Cortex-A9-Kerne von ARM sowie eine PowerVR-SGX543MP4-Grafikeinheit und entsteht in einem 45-nm-Prozess bei Samsung. Laut Chipworks ist das Silizium-Die des neu aufgelegten A5 nur 69,6 mm² groß, während die ältere 45-nm-Version noch auf 122 mm² kommt.

Damit hat Apple die anderen SoC-Hersteller rechts überholt, denn Texas Instruments (OMAP5) und Samsung (Exynos 5) haben zwar bereits 32- respektive 28-nm-Chips angekündigt, können aber bislang keine in Serie produzierten Endgeräte vorweisen. Qualcomms Snapdragon S4 gibt es in Deutschland seit Ostern im HTC One S zu kaufen.

Fairerweise muss man allerdings auch anerkennen, dass sie nicht einfach nur einen bestehenden Chip verkleinern. So hat Qualcomm das eigene ARM-Design überarbeitet. Samsung und TI implementieren ARMs moderne A15-Kerne. Nvidia hat sich dagegen – um als erster mit einem Quad-Core punkten zu können – beim Tegra3 noch einmal für die alten A9-Kerne und einen 40-nm-Prozess entschieden.

Apropos Strukturgröße: 28- und 32-nm-Prozesse gehören zur selben Generation, sprich sie verwenden dieselbe Lithographie-Technik. Man spricht daher auch von Full- (32 nm) und Half-Nodes (28 nm). Nicht jeder Chip-Hersteller macht jeden Halbschritt mit.

Auch wenn es auf den ersten Blick merkwürdig erscheint, dass Apple den neuen Fertigungsprozess nicht beim Flaggschiff, sondern einem einfacheren Produkt in Stellung bringt, so birgt dieses Vorgehen doch eine gewisse Logik: In der Halbleiterindustrie ist es üblich, nicht gleichzeitig Architektur und Fertigungsprozess zu verändern. Mit einem erprobten Design lässt sich der Umstieg auf die neue Herstellungstechnik (High-K, Metal Gate, Gate first) leichter in den Griff bekommen. Fertigungskönig Intel geht mit dem Tick-Tock-Modell ähnlich vor, verkleinert bei Tick-Schritten aber immer die aktuelle CPU-Architektur. Diese wird dann erst beim Tock-Schritt überarbeitet. (bbe)