'Apple A10X-soc uit iPad Pro is eerste processor die TSMC op 10nm maakt'

De eerste apparaten met een 10nm-soc uit de fabrieken van TSMC zijn verschenen. Het gaat om de A10X-soc van Apple in de nieuwe iPad Pro-modellen. De A10 voor de iPhone 7 werd gefabriceerd op de 14- 16nm-procedés van Samsung en TSMC.

Mede door de stap naar TSMC's 10nm-FinFet-procedé is de A10X 45 procent kleiner dan zijn voorganger A9X, claimt TechInsights. De die size komt uit op zo'n 96 vierkante millimeter, tegenover 146 vierkante millimeter van de A9X.

De A10X is niet de eerste mobiele soc op 10nm. Die eer ging eerder dit jaar naar de Exynos 9 Octa van Samsung en Qualcomm Snapdragon 835, die beide uit de fabrieken van Samsung komen.

De gpu van de A10X lijkt vrijwel ongewijzigd ten opzichte van de A9X, claimt Anandtech. Wel heeft Apple de l2-cache vergroot, van 3MB in de A9X naar 8MB in de A10X. Er is net als bij de A9X geen l3-cache. De A10X heeft drie Fusion-processors met ieder twee kernen. Die draaien op maximaal 2,36GHz.

Apple gebruikt de A10X in de iPad Pro-modellen die deze maand zijn uitgekomen. Daarbij gaat het om de tweede generatie van zijn 12,9"-iPad en een nieuw schermformaat van 10,5". Vermoedelijk gebruikt Apple in de volgende iPhone de volgende generatie van zijn soc, die vermoedelijk de naam A11 meekrijgt.

Reacties (52)

[Effie1]

Van 143.9 naar 96.4 vierkante millimeter - hoe kom je daaruit op 45% kleiner? Misschien is de rekenkracht toch ook iets afgenomen?

[Brousant]

Goed opgemerkt; het klopt ook niet zoals het hier wordt voorgesteld. In het artikel van TechInsights staat de inschatting dat de "die level scale" zo'n 45% is. Met andere woorden, vergelijkbare logische bouwstenen nemen op de A10X ongeveer 55% van het oppervlak in als op de A9X.
Er zijn echter onder andere meer, en complexere, rekenkernen op de A10X geïntegreerd. Daardoor is het totale oppervlak van de nieuwe chip minder dan die 45% kleiner.

[Balance]

Veel voorkomende fout die mensen maken

• De A9X is 49% groter dan de A10X, maar
• De A10X is 33% kleiner dan de A9X.

Zie het als: 2 is 100% groter dan 1, maar 1 is slechts 50% kleiner dan 2

Dat Tech insight 45% meldt, daarmee bedoelen ze dat een block IP 45% kleiner is. Dus een CPU-cluster is bijvoorbeeld 45% kleiner op 10nm dan op 14nm. Omdat Apple's A10X meer CPU- en GPU-cores heeft is hij echter niet daadwerkelijk 45% kleiner.

Ontopic: Dit is echt wel een prestatie! Normaal zijn X-varianten van Apple's SoC's zo 40% groter dan de regulieren variant, maar de A10X is nu zelfs 23% kleiner dan de A10! En ondanks dat er extra CPU-core is toegevoegd (3 cores i.p.v. 2) en de GPU tweemaal zo groot is (12 clusters i.p.v. 6).

[Reactie gewijzigd door Balance op 26 juli 2024 22:17]

[Tjark]

Ik denk dat de vergelijking is zonder de vergroting van 3 naar 8MB l2evel-cache. Dat een A10X met 3MB 45% zou zijn dan A9X.

[Peatsmoke]

Soms vraag ik mij wel eens af waar de technische grens ligt en hoever dit nog doorgaat.

[satoer]

Hoe dieper ik in de materie ga “hoe het werkt”, hoe minder ik begrijp “dat het werkt”. Het is echt niet te bevatten hoe klein en complex zo’n processor is. En dat het nog foutloos werkt is serieus onbegrijpelijk. Altijd maar de kritiek dat Apple niet innoveert met hun producten… Alleen al zo’n schaalverkleining is echt niet eventjes gedaan.

[RebelwaClue]

Alleen is die schaalverkleining iets wat TSMC en Samsung doen, niet Apple. Apple innoveert genoeg, maar dit staaltje kan je hun niet aanrekenen.

[Verwijderd]

Als je zo redeneert kan je het evenmin Samsung of TSMC aanrekenen: zij ontwerpen/maken namelijk niet de machines die de procesverkleining mogelijk maken. Ze kopen ze gewoon bij ASML bvb.

[satoer]

Ik verwacht dat er met zo’n schaalverkleining ook het processor ontwerp hier rekening mee moet houden. En gezien Apple het ontwerp maakt van de processor, zijn zij ook deels verantwoordelijk voor dit stukje innovatie.

[dutchdaun]

ASML?

[Tortelli]

Hopelijk stopt dit nooit!

[Peatsmoke]

Nee, dat valt te hopen, maar ooit loop je natuurlijk tegen een grens aan, al is het maar gebonden aan het materiaal dat gebruikt wordt.

[Styreta]

Dan verander je toch van materiaal

Beetje simpel gezegd, maar de processen worden ook steeds verder door ontwikkeld. Het zal allemaal moeilijker worden, maar ik denk niet dat het ooit zal stoppen

[Ulas]

Zeker stopt het ooit, je kunt moleculen of atomen niet verkleinen, en je hebt toch een minimum aantal atomen nodig.

[Reactie gewijzigd door Ulas op 26 juli 2024 22:17]

[Macshack]

Het doel op zich is ook niet verkleinen. Het gaat meer om rekenkracht per oppervlak. Misschien kunnen ze door een hele andere techniek wel veel meer rekenkracht bieden per mm² maar wordt de processor niet kleiner.

[360Degreez]

Misschien dat de limit voor wat betreft schaalverkleining de mens dwingt tot het uitdenken van een nieuwe technologie. Het moet toch efficiënter kunnen dan het simpelweg eindeloos verkleinen van wat in basis nog steeds een "ouderwetse" transistortechnologie is.

[SSDtje]

"Misschien dat de limiet voor wat betreft schaalverkleining de mens dwingt tot het uitdenken van een nieuwe technologie"
Ooit zal dat moeten gebeuren inderdaad.
Maar voor nu is de "oplossing" voor dit probleem nog, het bakken van meerdere CPU's in één Die.
En is AMD met zijn Threadripper inmiddels zover dat er meerdere CPU Dies los van elkaar op één CPU voet geplaatst kunnen worden. Dus meerdere dies los van elkaar onder één CPU verpakking (heat spreader), die onderling met elkaar verbonden zijn met hun infinity fabric.

Dit laatste staat hoogstwaarschijlijk ook te gebeuren voor de opvolger van de gisteren gelanceerde AMD Vega GPU, genaamd Navi.
Waaruit concludeer ik dit, nou onderandere door heeeel veel te lezen, en het fijt dat de infinity fabric inmiddels ookal verwerkt zit in de Vega GPU.
Alleen wordt er bij de Vega GPU nog geen gebruik van gemaakt, het betreft daar nog steeds één Die onder de motorkap, in vergelijking tot de AMD Threadripper CPU's die er aan zitten te komen.

Edit: Typo's & inmiddels nog weer wat aangevuld

[Reactie gewijzigd door SSDtje op 26 juli 2024 22:17]

[Psychilles]

Er is toch meer gaande dan alleen verkleinen?

[wouterg00]

Ja, er worden ook nieuwe 'lagen' in de hoogte toegevoegd en complexere verbindingen tussen transistors voor complexere berekeningen. Maar de laatste jaren neemt dat ook af

[360Degreez]

Ja maar het leunt nog steeds op een technologie die straks echt aan vervanging toe is omdat de software daarom vraagt. Denk vooral aan AI.

Vergelijk het met auto's. De zuigermotor (Suck, Squeeze, Bang, Blow) leunt nog op een principe uit de 18e eeuw en veel efficiënter dan dat we ze nu maken (~30%) worden ze echt niet meer. We willen nog meer efficiëntie en betere prestaties dus is de overstap op elektrisch (of welke vorm dan ook..) noodzakelijk.

[Macshack]

Exact!

[YopY]

Ik denk dat er interessante dingen gaan gebeuren als ze transistors van <0 nm kunnen maken

[Takenzo]

Je kunt natuurlijk voor eeuwig blijven verkleinen zonder ooit <0 nm te krijgen... Steeds half zo groot als de vorige bijvoorbeeld.

[_Pussycat_]

Dan ben je op een gegeven moment bij transistoren van een half atoom lang, dat gaat niet werken.
De transistoren zullen driedimensionaal gestapeld moeten worden, of de transistoren zelf moeten veel sneller en spaarzamer worden zodat een processor sneller en zuiniger wordt zonder meer transistoren nodig te hebben.

Hoe dat zou moeten gaan gebeuren is een moelijke vraag, ik geloof dat er nog geen goede kandidaat is als opvolger van CMOS. Maar goed, als de rek er uit is, wordt misschien de dwang zo groot dat er iets gevonden word. Of de vooruitgang houdt op, net als bij veel andere producten.

[_Pussycat_]

"Ze zijn al veel verder dan wij denken"
Wie zijn "ze" en wie zijn "wij"? Als iemand deze technologie heeft ontwikkeld, stiekempjes, moet dat tientallen miljarden gekost hebben (goedkoper dan EUV zal het echt niet zijn). Wie gaat er stiekem tientallen miljarden uitgeven en duizenden mensen aannemen om dan het resultaat op te sluiten?

"Of zijn er computer simulaties die de cpus automatisch tekenen en schalen? Ik kan me eigenlijk niet voorstellen dat er iemand al die transistors zit te tekenen op de computer".
Jep. Uiteraard, anders zouden er nogal wat foutjes in sluipen. Digitale logica wordt normaal gesproken automatisch gegenereerd op basis van een beschrijving (zeg maar een soort C-code, maar dan heel anders).
Bij CPUs wordt geloof ik wel nog veel handmatig geoptimaliseerd, maar achteraf is er weer software die controleert of alles goed is aangesloten.

[Origin64]

De cpus worden met behulp van sofware gemaakt ja. een computer kan sneller al die connecties naast elkaar leggen zonder daarbij te vaak over te springen dan dat een mens dat kan. vergelijk het met een rooster maken voor een school, daar heb je ook programmas voor.

[Takenzo]

Zeg dat maar tegen Zeno over Achilles en de schildpad

[Dreamvoid]

Het is leuk dat Mediatek de eerste is op 10nm, maar voor wie gaan ze die Helio X30 chips dan bakken? Fabrikanten hebben nog niet echt belangstelling getoond.

(huh, ongewenst? lijkt me toch een behoorlijk relevante vraag)

[Reactie gewijzigd door Dreamvoid op 26 juli 2024 22:17]

[Spam]

Ik vind het eigenlijk vreemd dat Apple zoiets niet in de Keynote vermeld? Of ik heb iets gemist? Ze zijn nogal van dit soort stellende trappen (grootste, kleinste, dunste, snelste etc)..

[WouterL]

En waar blijft de review van de apparaten dan Tweakers? Zowat elke buitenlandse tech-review site heeft er eentje staan. Meeste al ruim twee weken..

[xgiovanni]

Het lijkt net of je vanuit een vliegtuig naar beneden kijkt en een stuk platteland ziet. Erg mooi dat het zo gemaakt kan worden.

[Reactie gewijzigd door xgiovanni op 26 juli 2024 22:17]

[Peatsmoke]

TSMC is een producent van halfgeleiders die leveren aan Apple. Volgens mij gaat deze eer naar dat bedrijf en niet naar Apple.

[Qlimaxxx]

Dat zal altijd nog gedeelde eer zijn. Apple ontwerpt zijn eigen chips. De productie wordt uitbesteed aan o.a. TSMC.

TSMC kan niet zomaar dr A10x leveren aan een andere partij alsof het hun eigen product is.

NedCar produceert Mini's, maar ontwerpt ze natuurlijk niet. Ik denk dat je het zo moet zien.

[Reactie gewijzigd door Qlimaxxx op 26 juli 2024 22:17]

[kidde]

Het is nog wat complexer:

TSMC bedenkt een proces, komt meestal met een Process Design Kit (PDK), en dan vervolgens gaan de Electronics Design Automation (EDA-bedrijven) aan de slag om tools te maken die werken met het proces. Dus bijv. Mentor Graphics (Siemens), Synopsys of Cadence.

Uit het proces volgen 'ontwerpregels'. Maar als je je aan alle regels houdt, kan je geen SoC ontwerpen. Van de 100 regels zijn er misschien maar 10 'het belangrijkste'. Vervolgens is het aan Apple (en misschien de EDA's) om te kijken welke 10 dat zijn, en of die andere 90 regels zonder problemen genegeerd kunenn worden. Dat is dus het stuk dat Apple gedaan heeft, en dat is tevens ook een zeer moeilijk stuk dat tijd kost. Dat moet dan vervolgens weer getest gaan worden, daar zal TSMC ook weer bij helpen. En daar moet dan een verpakking omheen; TSMC heeft InFO ontworpen, maar ook daar moet Apple het weer testen.Vervolgens moet heel de boel op een moederbord gesoldeerd en in een verpakking, dat doet dan weer de contract manufacturer (de "on's": Foxconn, Pegatron, Wistron et all).

Al met al dus een samenwerking tussen minstens vier partijen: Foundry, EDA en 'Fabless Company' (Apple in dit geval) en Contract Manufacturer/ODM's.

[Qlimaxxx]

Thanks voor de toelichting. Weer wat geleerd

[Verwijderd]

Bij deze een plus 3 zeer en zeer informatief

[z1rconium]

Dit zal een samenwerking zijn, gezien Apple de chip ontwerpt en TSMC ze produceert.

[poststamp]

Apple ontwikkelt de chip, niet de productiemethode dat is een heel andere tak van sport. Dit zag je ook toen de chips van Apple bij TSMC en Samsung gemaakt werden, beiden hadden hun eigen procedé en zelfs hun eigen die size.
Edit: wikipagina toegevoegd.

[Reactie gewijzigd door poststamp op 26 juli 2024 22:17]

[YopY]

Maar is het niet zo dat de productiemethode (dwz het formaat van de transistors) heel veel invloed heeft op het ontwerp? Kun je een 486 as-is op 10nm produceren?

[poststamp]

Als de klant met een ontwerp komt dan wordt er gekeken hoe de chip geproduceerd moet worden. Meestal houdt de ontwerper van de chip rekening met populaire productiemethoden zoals finfet, dit heeft zeker invloed op het design dus je kunt niet zomaar een chip die ontworpen is op 90 nanometer ff gaan maken op 10.
In het artikel van vanmorgen wordt hier ook op ingegaan, quote:
Een van de grote krachten van finfets wordt gevormd door, je raadt het al, de fins of ribben van de transistor. Hoe groter die ribben en hoe meer ervan zijn, des te beter een finfet kan presteren dankzij het grotere contactoppervlak tussen gate en channel. Bij kleinere nodes kunnen minder ribben in finfets gebruikt worden, zodat de voordelen van finfets langzaam verdwijnen. Zo kunnen bij 10nm-finfets twee transistors met drie ribben gebruikt worden, maar bij 7 en 5nm zouden nog maar twee finfets met twee ribben gebruikt kunnen worden, doordat er gewoonweg minder ruimte is.
Resumerend zul je moeten redisignen als je een oud ontwerp met nieuwe technologie gaat produceren.

[Peatsmoke]

Je kunt ontwerpen wat je wilt, maar je zult daarvoor wel een producent moeten vinden die in staat is om het ontwerp te produceren. Als je als ontwerper nu uitgaat van een ontwerp waarbij gebruik gemaakt wordt van 1nm procedé, zal er nog geen producent zijn die dat kan maken (tegen normale kosten).

[ikweethetbeter]

Je kunt ontwerpen wat je wilt, maar je zult daarvoor wel een producent moeten vinden die in staat is om het ontwerp te produceren.

Klopt. En producenten zijn weer afhankelijk van hun leveranciers. Feitelijk bepaalt "ons" ASML wat de chippenbakkers kunnen maken.

Als je als ontwerper nu uitgaat van een ontwerp waarbij gebruik gemaakt wordt van 1nm procedé, zal er nog geen producent zijn die dat kan maken (tegen normale kosten).

Vandaar dat de ontwerper (Apple in dit geval) rekening moet houden met de grootte waarop een chip geproduceerd wordt. Elke grootte heeft z'n eigen (fysieke) randvoorwaarden.

[z1rconium]

Precies wat ik zeg, dit is een samenwerking. Je kunt niet iets ontwerpen en een mailtje sturen "maak het maar", Apple zal aan specificaties moeten voldoen en zullen ook eigen requirements hebben.

[supersnathan94]

Apple houd daar uiteraard rekening mee. Dit zal dan ook een beste samenwerking zijn, maar het blijft een feit dat Apple op SOC ontwerp ontzettend goed is en vaak sprongen vooruit is op de concurrentie als het aankomt op performance en zuinigheid.

Waar Samsung met een BIG.little octacore proc loopt levert Apple dezelfde prestaties en beter met een quadcore.

[Verwijderd]

Apple kennende zullen ze ook niet gauw genoegen nemen met een antwoord als "Nee, dat kunnen we niet produceren." Dat zie je ook bij de productietechnieken van al hun producten. Als je de leveranciers niet uitdaagt hadden ze nooit de precisie kunnen leveren die je nu bij iPhones, Watch en iPads ziet.

[Origin64]

dat klinkt weer als van die typische apple marketing. wat betekent dat, je leveranciers uitdagen?

[ThomO]

Qua money? Niet?

[Verwijderd]

Ik denk dat Mediatek voor de X30 geen klanten vindt, dus hij is (nog?) niet in productie of toch nog niet in een commercieel verkrijgbaar apparaat te vinden.