Apple A5

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Produzenten:
  • Apple (Entwicklung)
  • Samsung Foundry (Fertigung)
Fertigung: 45 nm oder 32 nm
Befehlssatz: Armv7-A
Apple-A5-Chip S5L8940
Apple-A5X-Chip

Apple A5 ist der Markenname vier verschiedener System-on-a-Chips, die von Apple in mehreren iOS-Geräten verwendet werden. Sie werden alle von Samsung hergestellt. Die A5-Chips kombinieren einen ARM-Hauptprozessor des Typs Cortex A9 mit einem PowerVR-Grafikprozessor und übernehmen zudem die Funktionen eines herkömmlichen PC-Chipsatzes. Oftmals wird die Bezeichnung Apple A5 bzw. A5X alleine für den Arm-Prozessor verwendet, dies ist aber nicht richtig. Der A5 gehört zu den S5L SoCs.

Der erste A5-Chip wurde im März 2011 als Teil des iPad 2 vorgestellt.[1] Diese Variante kommt neben dem iPad 2 nur im iPhone 4s vor. Weitere Revisionen wurden in nachfolgenden Apple-Geräten verbaut.

Vorgänger des A5 ist der Apple A4, Nachfolger ist der Apple A6.

Technik

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Es gibt insgesamt vier verschiedene Revisionen des A5-Chips.[2] Jede Revision hat 32 KiB Daten- und 32 KiB Instruktionscache, hinzu kommen noch 1024 KiB Level-2-Cache. Alle A5-Chips beherrschen den Armv7-Befehlssatz.

A5

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Der Apple A5 kommt in insgesamt drei verschiedenen Versionen vor, die zwischen März 2011 und Anfang 2013 vorgestellt wurden. Er wird in folgenden Produkten eingesetzt:

A5 (erste Version)

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Der erste A5-Chip S5L8940 wurde am 2. März 2011 als Teil des iPad 2 vorgestellt. Er verfügt über 512 MB SDRAM-Speicher und zwei Arm-Cortex A9-Prozessorkerne.[3][4] Die Taktfrequenz ist variabel und wird durch iOS den Anforderungen an das Gerät angeglichen. Der Kerntakt des Arm Cortex A9 beträgt normalerweise 1,2 GHz, wurde jedoch von Apple herabgesetzt. So beläuft sich der Standardtakt beider Kerne im iPad 2 auf 1 GHz, beim iPhone 4s auf 800 MHz. Benchmarks zeigen eine Leistungssteigerung von mindestens 56 % gegenüber dem ebenfalls mit 1 GHz getaktetem A4-SoC im iPad der ersten Generation.[5] Der erste A5 wird im 45-nm-Verfahren hergestellt. Bedingt durch den zweiten Kern ist er mit 12,1 × 10,1 mm größer als der A4 (7,3 × 7,3 mm).[6] Als Grafikprozessor kommt ein PowerVR SGX 543MP2 mit zwei Prozessorkernen von Imagination Technologies zum Einsatz.[7] Diese haben einen Kerntakt von 200 MHz.

A5 Revision A

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Der A5 Revision A S5L8942 wurde mit dem Apple TV der 3. Generation am 7. März 2012 vorgestellt.[8] Er unterscheidet sich nur kaum vom ersten A5, mit der Ausnahme, dass der A5 Rev A im 32-nm-Verfahren hergestellt wird. Dadurch verkleinert sich die Grundfläche um ca. 40 % auf 69 mm2 und der Stromverbrauch wird reduziert.[9] Beim Apple TV der 3. Generation wurde im A5 Rev A ein Cortex-A9-Prozessorkern deaktiviert. Neben dem Apple TV der 3. Generation verwenden auch das iPad mini, der iPod touch der 5. Generation und das im April 2012 eingeführte iPad 2,4 den A5 Rev A.[10] In Tests der Seite Anandtech führte der S5L8942 im iPad 2,4 zu 15–30 % längeren Akkulaufzeiten.[9]

A5 Revision B

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Der A5 Revision B mit der Bezeichnung S5L8947 wurde Anfang 2013 mit dem Apple TV 3G Revision A (AppleTV3,2) eingeführt[2] und auch nur dort verwendet. Der A5 Rev B verfügt als einziger A5-Chip nur über einen Prozessorkern und eine externe Speicheranbindung. Als Grafikprozessor kam ein PowerVR SGX 543MP1 zum Einsatz. Grund für die Einführung der Revision B war ein günstigerer Herstellungsprozess, da der bis dahin verwendete Revision-A-Chip über zwei Prozessorkerne verfügte, von welchem im ATV 3G jedoch ein Kern nicht benötigt und somit deaktiviert wurde. Die Herstellung erfolgte ebenfalls im 32-nm-Verfahren, der Chip hatte die Kennung APL7498 und die Größe des Dies betrug 37,8 mm².[11]

A5X

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Der A5X-S5L8945-Chip kommt nur im iPad der 3. Generation vor.[12] Er wurde zusammen mit diesem im Frühjahr 2012 vorgestellt. Der A5X wird wie der erste A5 im 45-nm-Verfahren hergestellt. Er verwendet jedoch 1024 MB SDRAM-Speicher und als GPU kommt hier der Grafikchip PowerVR SGX 543MP4 zum Einsatz, der über vier ebenfalls mit 200 MHz getaktete Prozessorkerne verfügt. Nach Angaben von Apple bietet dieser gegenüber dem im A5 eingesetzten 543MP2 die doppelte Grafikleistung.[13] Aufgrund der gestiegenen Wärmeentwicklung musste das Gehäuse des Prozessors für eine bessere Wärmeabstrahlung aus Metall gefertigt werden. Die Abmessungen des Chips betragen 12,82 mm × 12,71 mm, was eine Grundfläche von 162,94 mm2 ergibt.

Einzelnachweise

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  1. ↑ Martin Dirk Zimmer: Apple präsentiert iPad 2, iMovie und GarageBand für iOS 4.3. In: maclife.de. 2. März 2011, abgerufen am 24. April 2022.
  2. ↑ a b Anand Lal Shimpi: Apple TV 2013 (A1469) Short Review: Analysis of a New A5. In: anandtech.com. 15. März 2013, abgerufen am 24. April 2022 (englisch).
  3. ↑ Produktspezifikation auf apple.com (Memento vom 19. Juli 2011 im Internet Archive)
  4. ↑ Apple A5 vs A4 Floorplan Comparison (Memento vom 18. März 2011 im Internet Archive), chipworks.com
  5. ↑ iPad 2 benchmarks show impressive gains over original model (Memento vom 17. März 2011 im Internet Archive), tuaw.com am 14. März 2011.
  6. ↑ TechInsights: iPad 2 Tablet Teardown and Apple A5 IC Analysis (Memento vom 16. März 2011 im Internet Archive)
  7. ↑ Anand Lal Shimpi: Apple iPad 2 GPU Performance Explored: PowerVR SGX543MP2 Benchmarked. In: anandtech.com. 12. März 2011, abgerufen am 24. April 2022 (englisch).
  8. ↑ Sebastian Anthony: Apple sneakily debuts 32nm A5 in new iPad 2, Apple TV. In: extremetech.com. 12. April 2012, abgerufen am 24. April 2022 (englisch).
  9. ↑ a b Anand Lal Shimpi: The iPad 2,4 Review: 32nm Brings Better Battery Life. In: anandtech.com. 4. Mai 2012, abgerufen am 24. April 2022 (englisch).
  10. ↑ Apple: Technische Daten für Apple TV (Memento vom 1. März 2012 im Internet Archive)
  11. ↑ Kleinerer A5 im neuen Apple TV., Heise.de, abgerufen am 5. Juli 2013.
  12. ↑ Rue Liu: Apple Developing Both A5X And A6 Processors, Hints iOS 5.1 Code. In: slashgear.com. 27. Februar 2012, abgerufen am 24. April 2022 (amerikanisches Englisch).
  13. ↑ Apple Special Event (mp4-Video; bei ca. 28:55min). Archiviert vom Original am 10. März 2012; abgerufen am 19. März 2021.
Chronologie der Systems-on-a-Chip und Systems-in-Package von Apple

Systems-on-a-Chip

Apple A11
in iPhone, iPad mini,
iPod touch, Apple TV, HomePod und Studio Display

S5L8900 (2007) • S5L8720 (2008) • S5L8920 (2009) • S5L8922 (2009) • A4 (2010) • A5 (2011) • A6 (2012) • A7 (2013) • A8 (2014) • A9 (2015) • A10 (2016) • A11 (2017) • A12 (2018) • A13 (2019) • A14 (2020) • A15 (2021) • A16 (2022) • A17 (2023) • A18 (2024)

im iPad
(ausgenommen mini)

A4 (S5L8930X) (2010) • A5 (2011) • A5X (2012) • A6X (2012) • A7 (S5L8965X) (2013) • A8X (2014) • A9X (2015) • A10X (2017) • A12X (2018) • A12Z (2020) • A14 (2020)

in iPod Classic, Nano
und Shuffle

S5L8700 • S5L8701 • S5L8702 (2007) • S5L8730 (2009) • S5L8723 (2010)

in MacBook Air, MacBook Pro, Mac mini, iMac, Mac Studio, iPad Pro und iPad Air

M1 (2020) • M1 Pro (2021) • M1 Max (2021) • M1 Ultra (2022) • M2 (2022) • M2 Pro (2023) • M2 Max (2023) • M2 Ultra (2023) • M3 (2023) • M3 Pro (2023) • M3 Max (2023) • M4 (2024)

in MacBook Pro, MacBook Air, Mac mini, iMac, iMac Pro und Mac Pro (nur Chips für die Sicherheit)

T1 (2016) • T2 (2017)

Systems-in-Package

in der Apple Watch

S1 (2015) • S1P (2016) • S2 (2016) • S3 (2017) • W2 (2017) • S4 (2018) • W3 (2018) • S5 (2019) • S6 (2020) • S7 (2021) • S8 (2022)

in den AirPods, AirPods Pro und AirPods Max

W1 (2016) • H1 (2019) • H2 (2022)