この情報は、PC Watchの記事からです。
☆半導体技術の事情が見え隠れするAppleの新製品の発表だったそうです。
Appleの季節外れのiPad世代交替が行なわれた。
Appleは、米10月23日にサンノゼで開催したプレスカンファレンスで、7.9インチ版「iPad mini」を発表しただけでなく、従来の9.7インチiPadも刷新した。
第4世代iPadは、モバイルSoC(System on a Chip)として「Apple A6X」を搭載して登場する。
この春に投入したばかりの第3世代iPadは、継続販売されず、早くも姿を消すことになる。
その原因は、AppleのSoCを製造するファウンドリのプロセス技術の刷新のスケジュールに引きずられたためだそうです。
おそらく、32nmで全ラインナップを揃えることができるようになったのが、今秋のタイミングだったため、新製品が今回に集中したそうです。
そして、45nmで無理矢理出した第3世代のiPadは、「32nmの生産態勢が整う」と、お払い箱となった。
こうした事情が、Appleの今回の製品発表の裏にあると見られるそうです。
また、今回の製品発表で明確になったのは、9.7インチ版iPadと、iPhoneはSoCが別チップに分化すること。
そして、廉価版9.7インチと7.9インチは、フラッグシップの9.7インチ版iPadとiPhoneよりも廉価なチップになることだ。
中核となるSoCのコストだけを見れば、「iPhone 5」より「iPad mini」の方が低い。
「iPad mini」のSoCは、同じ7インチクラスの「Nexus 7」や「Kindle Fire HD」と、価格競争になったとしてもある程度戦える作りになっていると見られるそうです。
☆1年に1回のiPadの刷新のサイクルが崩れた理由があるそうです。
これまで、Appleは1年に1回、春にiPadを更新、夏から秋にかけてiPhoneを更新するスケジュールを守ってきた。
それとともに、中核となるSoCも1年おきにアーキテクチャが刷新された。
しかし、今回はスケジュールがずれた。
iPhoneとiPadをどちらも秋に更新した。
それも、iPhone 5を発表してからわずか1カ月半と、ほとんど間をおかずに新iPadをお披露目した。
一見すると、このスケジュールは奇妙に見えるかもしれないが、「中核となるSoC」をチェックすると、何が起きたかは簡単にわかるそうです。
9月に発表したiPhone 5に搭載されている「Apple A6」は、Samsungの32nmプロセスで製造されているそうです。
そして、今回の第4世代iPadの「A6X」は、「A6」の派生と見られるため、派生品を作りやすい同じ「32nmプロセス」の可能性が高いそうです。
また、「iPad mini」の「A5」も、現在のiPad 2の「A5」がすでに「32nm版」であることから、「32nmプロセス」と見られるそうです。
つまり、この秋で、Appleのモバイル製品は全てが、「32nmプロセス」に揃ったと推測される。
Appleは、初代iPadに「45nmプロセス」の「A4」を載せて以来、今年(2012年)春まで「45nmプロセス」を継続してきた。
iPad 2/iPhone 4Sの「A5」も「45nmプロセス」で、そして今春の第3世代のiPadも「45nmプロセス」の「A5X」だったそうです。
3世代に渡ってSoCに、「45nmプロセス」を使い続けたのは、製造を委託するSamsungの「32nmプロセスの移行スケジュール」が影響していたそうです。
ファウンドリ各社は、全体に「45/40nmプロセス」で足踏みをして、次の世代への移行が遅れていたそうです。
Samsungは、2011年秋に、Appleに「32nmプロセス」を提案していると説明していたそうです。
Samsungは、「28nmプロセス」の立ち上げには時間がかかるはずで、それまで待てない顧客のために「32nmピロセス」を提供するとしていたそうです。
Appleは、実際、2012年春に、「A5」を「32nmにシュリンク」したバージョンを出し、「32nmプロセス」への移行をスタートさせている。
しかし、「A5」を拡張する「A5X」は、設計スタート時期の関係から「32nmプロセス」は間に合わず、「45nmプロセス」になったと見られるそうです。
結果として、「32nmプロセス」でのSoCラインナップが揃うのは、今秋にずれ込み、そのために、秋に異例の全製品の刷新というスケジュールになったと見られるそうです。
☆「32nmプロセス」でダイサイズは再びリーズナブルな値になるそうです。
Appleは、「32nmプロセス化」に合わせて、CPUコアをCortex-A9から、より大きなサイズの自社開発新CPUコアに代替したことになります。
「A6」では、コア当たりのパフォーマンスが上がった新コア(Swiftと報道されている)を投入した。
そのため、「iPhone 5」の方が、「第3世代iPad」よりもCPUパフォーマンスがずっと高いというアンバランスが一時的に生じていたそうです。
しかし、今回の第4世代iPadは、新CPUコアの「A6X」を搭載するため、CPUパフォーマンスは、再び同レベルになるそうです。
それに対して、「iPad mini」は、1世代前のA5アーキテクチャのまま据え置かれる。
そのため、32nmプロセスでラインナップは揃うが、SoCのCPUコアアーキテクチャでは上下の製品層で分かれる。
16GBストレージ版で比較すると、499ドルの第4世代iPadは「A6X」、廉価版iPadとして399ドルで併売される「iPad 2」は「A5」、329ドルの「iPad mini」も「A5」と整備されたことになりますね。
各モデルは、100ドル差で、「SoC」は大きく異なることになりましたね。
こうしたApple SoCの世代交替と、iPadの価格をチップのダイサイズ(半導体本体の面積)から見ると、より明確に状況が見えてくるそうです。
AppleのAシリーズSoCは、初代iPad/iPhone 4の「A4」が、ダイサイズ53平方mmと非常に小さかったそうです。
ほとんどパッドリミットに近いサイズだったはずで、当然、製造コストも低かったそうです。
Appleは、自社開発のチップを自社製品に組み込むため、チップ単体のコストはそれほど気にしなくて済むそうです。
とはいえ、SoCのコストがかさむと、製品コストを圧迫するそうです。
Appleにとっても、160平方mm台のA5Xのダイサイズは重荷だったはずだ。シュリンクできるなら、さっさとチップを小型化したかったというのが本音だろうということです。
また、消費電力の面でも、「32nmプロセス」の方が有利であることは言うまでもないですね。
微細化の効果だけでなくSamsungのプロセスでは、32nmからHigh-k/Metal Gate(HKMG)を採用してリーク電流(Leakage)を抑制しているからですね。
さらに、Samsungは、2月のISSCC(IEEE International Solid-State Circuits Conference)で、同社の「32nm版モバイルSoC」に、さまざまな省電力技術を盛り込んだことを発表しているそうです。
コア単位のパワーゲーティングやトランジスタのボディ領域にかける電圧を動的に制御することで電位差を変化させる「Body Bias(ボディバイアス)」などを実装しているそうです。
そうした技術が、Appleの「32nm版SoC」にも反映されているのなら、電力面ではさらに有利になっているのは明らかだとおもいますね。
☆iPadとiPhoneでチップの分化が明確になるそうです。
AppleのAシリーズSoCは、前世代まで、iPadとiPhoneで基本的には同じチップを使っていた。
初代iPadとiPhone 4は「A4」、iPad 2とiPhone 4Sは「A5」で、タブレットクラスとスマートフォンクラスでチップ設計自体に違いはなかったそうです。
しかし、今年(2012年)からは路線が変わり、第3世代のiPadには「A5」を拡張した「A5X」を投入しています。
今秋の発表でも、iPhone 5は「A6」で、第4世代iPadは「A6X」と、明らかにダイが異なると見られる2系統に分岐したといえるでしょう。
iPhone向けとiPad向けの「X」が付くシリーズの目立つ違いは、今のところGPUパフォーマンスとメモリ帯域だそうです。
CPUパフォーマンスはほぼ同列だが、GPUとメモリでは差を付けているそうです。
下の図は、iPadでのAシリーズの進化図だそうです。
iPad向けが分化するのは「A5X」で、A5と比べると、GPUコアが倍増、メモリインターフェイスが2倍になっていることがわかるそうです。
「A6」と「A6X」の違いもほぼ似たようなものだと思われるそうです。
A6のGPUコアは、3コアで、メモリインターフェイスはx64と言われているそうです。
「A6X」は、GPUコアは4コアとなっており、x128相当のLPDDR2またはx64相当のLPDDR3インターフェイスを持つなら、メモリ帯域はA6の倍となっているそうです。
GPUとメモリ帯域が強化されているのは、もちろん、高解像度のRetina化したディスプレイを支えるためだそうです。
iPhoneは、3.5インチのiPhone 4Sで960×640ドット、4インチのiPhone 5で1,136×640ドットの解像度です。
それに対してRetina化した第3世代以降のiPadは2,048×1,536ドットで、それだけ強力なピクセルプロセッシングとピクセル打ち込み能力が必要とされ、メモリ帯域も同様に要求されるそうです。
そのため、iPadとiPhoneでは、SoCの機能が分化して行くと見られるそうです。
ちなみに、iPad miniは、1,024×768ドットで、初代iPadやiPad 2と変わらないそうです。
画面描画に必要な能力の面でも、A5で十分ということになるそうです。
「iPad mini」がもっと高解像度にできなかったのは、Appleのアプリの互換性や開発のし易さを重視するという呪縛のためだそうです。
Appleは、iPad/iPhoneでは、これまで、画面解像度を変える場合には整数倍で変えてきたそうです。
整数倍にするなら、アプリ側の対応は非常に楽になるからだそうです。
Androidデバイスは、もともと標準の画面解像度がないに等しく、アプリはさまざまな画面解像度のバリエーションに対応しなければならない。
それに対して、Appleは、iPhone系とiPad系の2系統の画面解像度しかなく、アプリは対応が非常に容易だそうです。
そして、Retina解像度化する場合も、整数倍であるため元の解像度を変えずにスケールアップが容易にできたそうです。
ゲームのようなアプリでは、特にこれは重要だそうです。
しかし、それがために、iPad miniは、1,024×768ドットと、競争面では不利な解像度にしなければならなくなったそうです。
もっとも、ゲームのようなアプリでは、1,024×768ドットは当面は問題のない解像度だそうです。
そして、ポータブルな小型タブレットである「iPad mini」は、携帯ゲーム機にとっては、潜在的に大きな脅威となるそうです。
このクラスは、サイズや携帯性の面で、携帯ゲーム機と真っ向からぶつかってしまうからだそうです。
以上です。
やはり、アップルの1年に1回のiPadの刷新のサイクルが崩れた理由には、半導体の製造プロセスの世代交代が大きく影響していたことが原因だったのですね。
今回で、アップルの製品がすべて「３２nmプロセス技術」で統一されたことは、設計面でも非常に楽になることが言えますね。
量産を考えると、同じプロセス条件で製造すれば、歩留まりも安定し、品質も同一のものが大量に生産できるメリットは非常に重要です。
さらに、供給量を継続的に続けていくためには必要不可欠だと思います。
半導体製造プロセスの次世代への移行が難しい実情は個人的に経験しているので理解しているつもりです。
現状の半導体製造プロセスの最先端技術レベルは、すでに原子レベルの制御が必要な時期に入っています。
今後、ますます次世代プロセスへの移行がいまの技術の延長上では大変むずかしいです。
消費電力の面でも、「32nmプロセス」の方が有利であることは明らかなのです。
微細化の効果だけでなく、製造プロセスでは、32nmから新しい材料を利用した全く新しいHigh-k/Metal Gate(HKMG)プロセス技術を採用してリーク電流(Leakage)を大幅に抑制していることが必要になってきているのです。
面白いですね！！！
またね。
