애플 A5
1. 개요
애플 A5는 애플이 설계한 모바일 프로세서로, 듀얼 코어 ARM Cortex-A9 CPU, 듀얼 코어 PowerVR SGX543MP2 GPU, 이미지 신호 프로세서(ISP)를 통합하여 이미지 처리 기능을 향상시켰다. 아이패드 2, 아이폰 4S, 아이팟 터치(5세대), 아이패드 미니(1세대) 등 다양한 애플 제품에 사용되었으며, 45nm 및 32nm 공정으로 생산되었다. A5 칩은 S5L8940, S5L8942, S5L8947의 세 가지 버전으로 출시되었으며, 고성능 버전인 A5X는 아이패드 3세대에 탑재되었다.
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| 설계 회사 | 애플 |
|---|---|
| 제조사 | 삼성전자 |
| 아키텍처 | ARM, Thumb-2 |
| 마이크로아키텍처 | ARM Cortex-A9 |
| 코드명 | S5L8940X (A5), S5L8942X (A5R2), S5L8947X (A5R3) |
| 애플리케이션 | 모바일 |
| 이전 제품 | Apple A4 |
| 다음 제품 | Apple A6 |
| 변종 | Apple A5X |
| 생산 시작 | 2011년 3월 11일 |
|---|---|
| 생산 종료 | 2016년 10월 4일 |
| 최저 속도 | 800 |
|---|---|
| 최저 속도 단위 | MHz |
| 최고 속도 | 1 |
| 최고 속도 단위 | GHz |
| 최소 | 32 |
|---|---|
| 최대 | 45 |
| 단위 | nm |
| 코어 수 | 1 (3세대 Rev A Apple TV), 2 (iPad 2, iPhone 4S, 3세대 Apple TV [한 코어 비활성화], 5세대 iPod Touch, 1세대 iPad Mini) |
|---|---|
| L1 캐시 | 32KB 명령어 + 32KB 데이터 |
| L2 캐시 | 1MB |
| GPU | PowerVR SGX543MP2 (듀얼 코어) |
|---|
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애플 실리콘 -
애플 M1
애플 M1은 애플이 설계한 ARM 기반 SoC로, 고성능/고효율 코어와 통합 메모리 아키텍처를 통해 높은 전력 효율성을 제공하며, 다양한 애플 제품에 탑재되어 로제타 2를 통해 x86 소프트웨어 구동을 지원한다. -
애플 실리콘 -
애플 A6
애플 A6는 애플이 설계한 ARMv7 기반 듀얼 코어 CPU 스위프트를 탑재한 시스템 온 칩으로, 아이폰 5와 5c에 적용되어 향상된 CPU 및 GPU 성능과 이미지 처리 능력을 제공한다. -
32비트 마이크로프로세서 -
인텔 80386
인텔 80386은 1985년 출시된 x86 아키텍처의 32비트 마이크로프로세서로, 온칩 메모리 관리 장치, 3단계 파이프라인, 세 가지 동작 모드를 제공하며, 개인용 컴퓨터와 임베디드 시스템에 널리 사용되었지만 현재는 생산 및 지원이 중단되었고, 32비트 명령어 집합은 현대 x86 아키텍처의 기반이 되었다. -
32비트 마이크로프로세서 -
슈퍼H
슈퍼H는 히타치에서 개발한 RISC 기반 CPU 코어 제품군으로, 상위 호환성을 갖는 명령어 집합과 높은 코드 밀도를 특징으로 하며, 다양한 모델이 개발되어 여러 기기에 탑재되었으나, ARM 아키텍처의 부상으로 개발이 중단된 후 르네사스 일렉트로닉스를 통해 라이선스가 제공되고 SH-2 특허 만료 후에는 오픈 소스 구현 프로젝트가 진행되었다.
2. 설계
애플 A5 칩은 듀얼 코어 ARM Cortex-A9 MPCore CPU, NEON SIMD 가속기, 듀얼 코어 PowerVR SGX543MP2 GPU를 포함한다. A5는 이미지 신호 프로세서(ISP)를 통해 빠른 감지, 화이트 밸런스, 자동 이미지 안정화 기능을 제공하며, Audience earSmart 기술을 통합하여 통화 중 주변 소음을 제거한다.
클럭 속도는 아이패드 2와 1세대 아이패드 미니에서 1GHz, 아이폰 4S와 5세대 아이팟 터치에서 800MHz이다. 이들 장치는 배터리 수명 절약을 위해 주파수를 조절할 수 있다.
A5는 처음 출시되었을 때 애플 A4보다 75% 더 비쌌지만, 생산량 증가에 따라 가격 차이가 줄어들 것으로 예상되었다. 삼성은 텍사스주 오스틴 시설에 36억 달러를 투자하여 애플 칩을 생산했다.
GPU는 PowerVR SGX 543MP2 (2코어) 200MHz이다. 메인 메모리는 LPDDR2-800, 버스 폭은 64비트(듀얼 채널), 메모리 대역폭은 6.4GB/sec, 용량은 512MB이다.
전력 관리 회로를 탑재하여 애플 A4와 달리 애플리케이션에 따라 클럭 주파수를 전환하여 가동 시간을 늘릴 수 있다. 애플 A4 대비 처리 성능은 2배, 그래픽 성능은 9배 향상되었다.
초기 Apple A5는 삼성의 45nm 공정으로 제조되었으며, 2012년 4월 이후에는 32nm 공정으로 변경되어 전력 절감이 이루어졌다.
2.1. CPU
A5는 듀얼 코어 ARM Cortex-A9 MPCore CPU를 기반으로 하는 칩을 포함하며 NEON SIMD 가속기를 장착하고 있다. 애플은 A5를 아이패드 2 기술 규격 문서에 1 GHz의 클럭으로 나열하고 있으나, 배터리 수명을 절약하기 위해 주파수를 유동적으로 조절할 수 있다. CPU는 애플 A4에 비해 2배 더 강력하다고 알려져 있다. A5 패키지는 533 MHz 클럭의 512MB 저전력 DDR2 RAM이 포함된다.
CPU 코어는 32비트 ARM 아키텍처 기반으로, A4의 ARM Cortex-A8에서 Cortex-A9로 대체되었다. 아이패드 2, 아이폰 4S, 5세대 아이팟 터치, 3세대 iPad, 1세대 아이패드 미니는 듀얼 코어이다. 3세대 Apple TV는 싱글 코어이다.
클럭 속도는 아이패드 2와 1세대 아이패드 미니에 사용된 A5의 Cortex-A9에서 1GHz이다. 800MHz의 클럭 속도를 가진 A4를 포함한 장치와 달리, 이 두 장치 모두 배터리 수명을 절약하기 위해 A5 칩을 자동으로 언더클럭할 수 있다. 아이폰 4S와 5세대 아이팟 터치 내부에 사용된 A5의 Cortex-A9의 클럭 속도는 800MHz(1GHz에서 언더클럭됨)이다.
| 항목 | 내용 |
|---|---|
| 코어 수 | 듀얼 코어 |
| 클럭 속도 | 1GHz (아이패드 2, 1세대 아이패드 미니), 800MHz (아이폰 4S, 5세대 아이팟 터치) |
| 명령어 집합 | 32비트 ARM 아키텍처 |
| L1 캐시 | 32KB (데이터) + 32KB (명령어) |
| L2 캐시 | 1MB |
2.3. 싱글코어 A5
1080p를 지원하는 3세대 애플 TV에 탑재되었다. CPU 코어는 32비트 ARM 아키텍처 기반으로, A4의 ARM Cortex-A8에서 Cortex-A9로 대체되었다. Apple TV 3세대는 싱글 코어이다.
3. Apple A5 versions
A5 칩은 S5L8940, S5L8942, S5L8947의 세 가지 버전이 있다.
3.1. Apple A5 (S5L8940)
A5의 S5L8940 버전은 아이패드 2와 아이폰 4S에 사용되었다. 45 nm 공정으로 제조되었으며, 다이 면적은 122.2 mm2이다. RAM을 지원하기 위해 PoP 방식을 사용하며, 상단 패키지에는 2개의 256 MB LPDDR2 칩이 포함되어 총 512 MB의 RAM을 제공한다.
3.2. Apple A5R2 (S5L8942)
A5의 S5L8942 버전은 3세대 애플 TV(CPU 코어 하나가 비활성화됨), 아이패드 2 (iPad2,4 개정판), 5세대 아이팟 터치, 1세대 아이패드 미니에 사용되었다. CPU는 32nm 공정으로 제조되었다. 이 버전의 다이 면적은 69.6 mm2로, S5L8940 버전보다 거의 41% 작다. S5L8940 버전과 마찬가지로 RAM을 지원하기 위해 PoP(Package on Package) 설치 방식을 사용한다. 상단 패키지에는 2개의 256MB LPDDR2 칩이 들어 있어 총 512MB의 RAM을 제공한다.
3.3. Apple A5R3 (S5L8947)
A5의 S5L8947 버전은 3세대 Rev A 애플 TV에만 사용되었다. 이전 두 A5 버전과 달리 이 버전은 CPU 코어가 하나뿐이다. 또한, RAM 지원을 위한 PoP 설치 방식을 사용하지 않고, RAM은 A5 칩 외부에서 찾을 수 있다. 이 버전의 다이 면적은 37.8mm2이며, 3세대 Rev A 애플 TV를 위해 특별히 제작된 새로운 디자인을 사용한다.
4. Apple A5X
2012년 3월 18일(한국시각) 뉴 아이패드에 A5X가 장착되었으며, 더욱 향상된 그래픽 처리 속도를 보여준다. 사진에 따르면 금속 열 방출부가 포함되었고 전보다 더 사각형화된 모습을 보여주고 있다. CPU는 기존의 A5와 동일하며 GPU만 쿼드코어로 바뀌었다. 공정 미세화 없이 GPU 코어가 2개 늘어나면서 다이 크기도 증가하였다.
GPU는 PowerVR SGX 543MP4 (4코어) 200MHz를 채용하고 있으며, 25.6 GFLOPS이다.
메인 메모리는 LPDDR2-800이다. 버스 폭은 128비트(4채널)이다. 메모리 대역폭은 12.8GB/sec이다. A5X 탑재 제품의 메모리 용량은 1GB이다.
45nm 공정의 Apple A5X는 동일 공정의 Apple A5와 비교하여 전력 소비 및 다이 사이즈가 증가한 것으로 보인다.