[Перевод] Очень странный корпус микропроцессора A12X от Apple
В рекламном видеоролике нового iPad Pro, показанном в октябре, присутствует последовательность кадров, на которой планшет как бы собирается из компонентов. Будучи большим любителем расковыривать электронику, я наснимал из ролика кадров, на которых демонстрируется заполнение материнской платы компонентами, и вот один из них:
В центре, предположительно, находится A12X; однако выглядит он, как полкорпуса, рядом с которым стоят, возможно, парочка корпусов DRAM. Увеличиваем и получаем следующее: 
Изображение пикселизировано, но выглядит, как половина корпуса BGA с металлической крышкой, рядом с которой стоят два корпуса DRAM. Маркировка A12X отсутствует, но в iPad Pro обычно используется BGA с крышкой для чипов серии A-X, и корпуса рядом с ним выглядят настоящими, очень похожими на Micron DRAM — хотя всё это довольно неразборчиво.
Поскольку всё это выглядело, как очередная инновация в области корпусов микропроцессоров от Apple, без каких-то публичных объявлений, как это обычно и бывает, и поскольку это было просто рекламное видео с запуска продукта, которое может отличаться от реальности, я держал свои рассуждения при себе, пока на TechInsights не сделали обзор с разбором.
Они подтвердили, что то, что было показано в ролике — необычный корпус от A12X.
При ближайшем рассмотрении можно увидеть наличие двух SK Hynix LPDDR4 DRAMs (H9HCNNNBRMMLSR-NEH, в сумме 4 Гб) рядом с BGA-корпусом с крышкой на специально изготовленной подложке, укреплённой на материнской плате
Размеры корпуса ~ 23,8×26,3 мм.
Они также сняли сборку с материнской платы, и теперь мы можем взглянуть на основание.
Из интереса я посмотрел и разборку от iFixit, и платы выглядят абсолютно одинаково, но в их варианте там стояла Micron DRAM (Micron MT53D256M64D4KA, 4 Гб) вместе с A12X, что отражает наличие у Apple различных поставщиков памяти. В обоих вариантах используются 2×16 Гб, которые могут представлять собой 2 кристалла по 8 Гб или, возможно, 4×4 Гб.
Можно видеть, что у двух частей A12X одинаковый номер APL1083 и даже один код даты 1834, но более подробные номера устройств немного отличаются — у экземпляра от TechInsights это 339S00567, а у iFixit — 339S00569.
В TechInsights также сделали рентгеновский снимок, и тень от термоинтерфейса (кремний почти прозрачен для рентгеновских лучей) даёт нам примерный размер кристалла в ~10.4×13.0 м (~135 мм2). Под крышкой, судя по всему, находятся пассивные керамические компоненты, и, скорее всего, четыре кремниевых конденсатора на подложке. И хотя рентген подтверждает наличие трёх корпусов на общей подложке, довольно странно, что у BGA не видно шариков припоя.
Корпуса DRAM явно демонстрируют узор припоя, сливающийся с подложкой;, а под чипом Apple такого нет. Я могу придумать пару причин для этого: у корпуса A12X точно такая же решётка из шариков, как у подложки (маловероятно); это реально BGA с крышкой соединённый по технологии флип-чип с подложкой под подрезанной металлической крышкой, а рядом с ним установлена память FBGA.
Судя по фотографии выше, сделаной в перспективе, правильным будет последний вариант. На переднем плане видно Micron DRAM, а крышка корпуса A12X находится прямо на подложке, как в стандартном корпусе BGA с крышкой.
В мобильных телефонах DRAM и процессор располагаются в конфигурации package-on-package (PoP) с самого первого iPhone — это позволяет экономить место и уменьшает задержки в общении процессора и памяти. Тепла излучается относительно мало, поэтому теплопередача при вертикальном расположении корпусов не представляет проблемы. В планшетах они выделяют больше тепла, а место ограничено не так критично, поэтому у процессоров обычно бывает корпус с крышкой, а DRAM находится неподалёку на материнской плате. На следующем фото системы A10X видно, что я имею в виду.
Однако при таком раскладе задержки доступа к памяти должны быть дольше, и в данном контексте мы ожидаем, что память будет находиться на той же подложке по системе флип-чип. Хотя лично я ожидал сначала увидеть такое расположение в телефоне, где оно помогло бы уменьшить высоту корпуса.
Это был бы корпус вида 2.5D, но для Apple технология кремниевых интерпозеров или EMIB от Intel скорее всего была бы слишком дорогой. Органические интерпозеры дешевле, но технология пока слишком молода для коммерческого использования.
И тут представлен компромисс — взяли BGA с крышкой, отрезали половину крышки, и поместили корпуса памяти на ту же самую подложку от BGA. Преимущества — хорошее рассеивание тепла и близкое расположение памяти к процессору, а также, вероятно, самый дешёвый вариант. Память флип-чип на подложке для модели с 4 Гб, скорее всего, потребовала бы двух кристаллов по 16 Гб, которые, если бы они и были, стоили бы дороже.
Чтобы узнать, что происходит на самом деле, придётся подождать, пока одна из компаний, занимающихся аналитикой, не покажет нам срез. Так что мы были правы — и получили очередной инновационный корпус микропроцессора от Apple!
