Goolge_adsense_default_ad




Apple A7 SoC에 대한 몇 가지 생각들 (1) 칩 설계 지식 공유해요~


지난 9월 10일 아이폰 5S와 함께 발표 되었던 Apple의 SoC A7칩은 SoC 설계자인 저에게 몇 가지 궁금증을 일으켰습니다. 애플 스스로 칩사이즈를 키노트에 언급 하면서, 이전 아이폰 5에 쓰이던 A6 SoC와 거의 같은 크기를 가지면서도 두배의 트랜지스터를 내장했다고 발표를 했는데 저는 이 말을 듣고 잠시 어리둥절 해 졌습니다. Apple의 A6는 삼성의 32nm 공정으로 생산되고 있고 A7까지는 삼성의 28nm 공정으로 생산될 거라고 예상하고 있었는데, 거의 비슷한 면적에 두배의 transistor를 넣는 것은 32nm -> 28nm 공정 변화 만으로는 거의 불가능한 일이기 때문이지요.

(사진 원본 출처 : http://www.apple.com/apple-events/september-2013 를 화면 캡쳐)


한번 간단한 산수를 해 봅시다. A6의 면적은 96.7mm^2 이고, (출처 http://en.wikipedia.org/wiki/Apple_A6) A7의 면적은 키노트 슬라이드에 나와 있듯이 102mm^2 입니다. 그리고 32nm -> 28nm의 이행에서 cell library size가 대략 20%정도 줄어드는데, 이걸 다 감안해서 A7의 transistor 수를 예상하면 (102/96.7)/0.8 = 1.32 이므로 두배에는 훨씬 못 미치는 값이 나옵니다. 

이런 이유 때문에  Apple Insider의 이글을 읽고 잠시 애플이 삼성이든 TSMC든 무지막지하게 push해서 깜짝 놀랄만한 속도로 20nm공정을 사용해서 A7 칩을 양산하기 시작한게 아닐까 하는 생각도 잠시 했습니다. 물론 부지런한 ChipWorks를 통해서 아이폰 5S 출시 당일날 바로 삼성의 28nm공정을 사용하고 있음이 밝혀지게 됩니다. -_-; 하지만 공개된 사진을 통해 transistor 수가 두배가 된 이유는 어느 정도 추측을 할 수 있게 되었습니다. 제가 관심을 가지고 있는 부분은 아래 사진의 연두색 부분입니다. 

(원본 사진 출처 : http://www.anandtech.com/show/7355/chipworks-provides-first-apple-a7-die-shot 에 첨삭 추가)

LPDDR3 I/F의 일부로 보이는 부분 바로 옆에 엄청난 양의 on-chip SRAM이 들어가 있는데 (대략 6MB), A6 칩에서는 보이지 않던 많은 양의 메모리 덕분에 transistor 수가 비약적으로 증가할 수 있게 되지 않았나 싶습니다. (비교를 위한 A6 칩사진 링크Logic gate의 기본 단위인 NAND2 cell 의 경우 4개의 transistor 로 이루어져 있는 반면 SRAM의 기본단위인 6T cell은 이름대로 6개의 트랜지스터로 이루어져 있으며 크기도 NAND2 cell의 1/3 정도로 매우 작습니다. 

위 그림의 연두색 부분의 면적이 대략 6mm^2정도 되는데 이 부분은 transistor counter 관점에서만 보면 이 부분의 logic gate 면적이 3(면적 비율) x 6/4(단위 cell transistor 수) = 4.5 배 만큼 늘어난 것과 같습니다. 전체 면적으로 따지면 (102 - 6 + 6*4.5 = 123) 인 효과가 되어 아까의 계산을 다시 하면 (123/97.6)/0.8 = 1.58 이 되어 2배에 훨씬 가까운 숫자가 되지요. 

그래도 아직 2에는 모자라서 좀 더 설명이 필요하긴 하지만 부분적으로는 trnasistor 수 증가를 설명할 수 있지 않을까 싶습니다. 엄청난 노동이 필요하긴 하지만 시간이 나면, A6와 A7 SoC chip 사진을 놓고 전체 면적중에 메모리 면적의 비율을 한번 비교해 봐야 겠다는 생각이 들기도 하네요. 좀 더 하고 싶은 얘기가 많지만 월요일이 다가오는 관계로 다음 기회에 또 다른 얘기를 해야 겠습니다. 속속들이 새로운 정보가 나오고 있는 중이라 저도 좀 더 공부가 필요 하기도 하구요. 

긴글 읽어 주셔서 감사합니다. 




덧글

  • 당신옆자리 2013/10/03 12:30 # 삭제 답글

    자주좀 올려 재밌는거
댓글 입력 영역