拼 命 加 载 中 ...

　　两个月前苹果发布了new iPad，也就是大家俗称的iPad 3，最重要的升级要属它那高达2048x1536分辨率的Retina屏幕，显示技术的升级也带来一系列连锁反应，GPU处理器的性能要求更高，所以苹果配备的A5X处理器集成了四个GPU核心，相应地电池容量也提高70%达到42.5wh，从而保证续航时间维持10小时左右。

　　按照惯例，新品发布的同时旧款产品也会降价清仓，入门级的16GB iPad 2 WiFi售价降到399美元，此外上一代iPhone产品线也降价100美元销售。降价之后的iPad 2并没有走到尽头，399美元的iPad 2的硬件配置也悄悄地升级了，从原来的45nm LP工艺升级为更先进的32nm LP，这使得iPad 2焕发了第二春，为此Anandtech网站还专门撰文分析了处理器工艺升级为iPad 2带来的变化。

　　在本次工艺升级之前，iPad 2主要有三类产品型号，iPad 2,1是45nm LP工艺处理器，只支持WiFi，iPad 2,2以及iPad 2,3也是45nm工艺处理器，但是分别额外支持GSM以及CDMA网络。

　　新出的这款iPad 2可以称之为iPad 2,4，它也只支持WiFi网络，主要用于取代iPad 2,1，但是处理器工艺升级为三星32nm LP。

　　要想买到iPad 2,4型号并不容易，因为苹果并没有特意标注出售卖的iPad 2使用是哪款处理器，两款型号的外包装以及平板的外观都是一样的，新的iPad 2,4是在中国生产的，在拆开之前你根本无法判断你拿到的产品是否使用了新工艺的CPU。

　　新的iPad 2,4搭配iOS 5.1系统，而iPad 2,1预装的是iOS 5.0.1或者更老版本，Geekbench这样的测试软件可以识别你的平板的硬件型号。

　　这款iPad 2,4购买于Best Buy，尝试其他渠道购买这款型号的努力并没有成功，种种迹象表明iPad 2,4的数量非常稀少，正好可以用来研究iPad 2,4里面到底改变了什么。

32nm HKMG工艺解析

　　这一型号的iPad 2最重要的改变是处理器工艺升级，虽然A5 SOC的规格没有变化，但是制程工艺从45nm LP变为32nm HKMG LP，芯片面积明显减小了。HKMG（高K金属栅极）最早是由Intel在2007年的45nm工艺节点上启用的，其他厂商直到32nm节点才开始掌握这一技术。

　　制程工艺是非常复杂的技术，但是描述起来也可以很简单。晶体管有两种状态，开的时候允许电流通过，关的时候电流不能通过，而晶体管的规模越小，其状态越难控制，如果关闭状态下晶体管依然允许电流通过（这是技术上不可避免的），那么就会浪费功耗，这就是漏电流的来源。

　　HKMG工艺实际上分为两部分，首先是作为源极的栅极氧化层/栅极电介质，它的厚度越小越好，但是漏电流也会越来越高，通过使用不同的材料，特别是高介电常数（也就是高K值）材料可以明显降低漏电流，缓解功耗攀升的问题。

　　第二个改进就是MG也就是金属栅极改进了，通过在栅电极和闸极介电层之间使用金属栅极替代传统的多晶硅栅极可以驱动更高的电流。

　　说了这么多可以简单看作一句话，32nm HKMG工艺的漏电流更低，功耗也会随之降低。

核心的成本更低

　　传统上，更先进的制程工艺可以提高晶体管密度，因为晶体管体积变小了，同样的面积下可以容纳更多的晶体管，这就是摩尔定律的基本内容，如果晶体管规格每两年缩小50%，那么同样的成本下每两年就可以获得双倍的晶体管规模。

　　当然，实际中并不是这么理想，新工艺的初期花费更高，逻辑电路的规模也不是那么完美。

Clipworks的拆解图对比了两代A5处理器的核心面积

　　苹果的A5处理器在使用32nm工艺之后核心面积大降，从45nm工艺时的122mm2降低到69mm2左右，核心面积减少了57%之多，一般45nm升级到32nm能降低50.5%的核心面积就很不错了。

　　假设苹果使用300mm晶圆制造A5处理器，那么45nm工艺下每片晶圆只能生产579颗处理器（理论上的，实际还有良率的问题），而32nm工艺下则可以生产出1015颗，数量提高了75%，就算考虑到其他因素的影响，新A5处理器的成本肯定还是大幅下降的。

　　采用ARM架构的SOC芯片其实很便宜，大都在30美元以内（很多芯片甚至只有15美元），从这点上看芯片节省的成本并不算多，但是对399美元的iPad 2来说，成本能省则省。

　　此外，苹果在iPad 2上试验新工艺还有额外的好处，在成熟的架构上使用新工艺有助于降低风险，因为新工艺可能有潜在的问题，如果在新架构上贸然使用新工艺，那么一旦有错误，排除起来就更困难了，需要确定到底是新工艺还是新架构的问题。

32nm A5处理器

　　综上所述，苹果打算在第三代Apple TV以及部分iPad 2平板上使用新工艺制造的A5处理器，它们已经不是苹果的拳头产品了，即便出了问题，苹果还有大量的iPad 2,1平板可供销售。升级32nm工艺的风险相对较小，一旦进展顺利的话苹果就会在下一代iPhone上使用32nm工艺的A5 SOC处理器。苹果公司的做法非常聪明，这是成熟公司才会作出的决定，现在来看苹果以前雇佣了大批从事Athlon 64以及Cortex-A15处理器开发的工程师就一点也不让人惊讶了。

　　简单来说，通过工艺升级，苹果获得了如下好处：更低的制造成本以及在下一代产品上使用三星32nm工艺的经验。那么消费者获得了什么好处呢？当然是延长的续航时间以及更低的发热了。

　　三星32nm工艺的优势在于：同样的漏电流下性能提升40%，同样的开关速度下漏电流减少了10倍。由于新款iPad 2的频率没有变化，可以预见其续航时间也会得以延长。

电池续航时间测试

浏览器电池时间测试

　　对浏览器来说处理器并非功耗消耗的大头，主要是显示屏在消耗电力，即便如此，32nm处理器的续航时间也提高了1个多小时，相比45nm提升了15.8%。

　　
《无尽之剑2》游戏续航时间测试

　　在《无尽之剑2》的负载下，iPad 3只有5.58小时的续航，当然它渲染的分辨率也更高。与iPad 2,1相比，新处理器的iPad 2,4续航时间提高到7.9小时，提升29%之多。

《Riptide GP》续航时间测试

　　另一款游戏《Riptide GP》中表现类似。

视频回放续航测试

　　视频播放方面，iPad 2,4比第三代iPad高了19%，比iPad 2,1高了18%,虽然实际应用中很少有消费者会开到200流明（大约40%的亮度）来看视频，但是iPad 2,4的续航时间依然明显超过iPad 2,1。

功耗对比

　　在重度CPU负载测试（多线程Sunspider）中，iPad 2,1的功耗比新处理器的iPad 2,4高出28%，虽然测试中记录的是峰值功耗，但是从中依然可以看出功效改进是多么明显。

　　iPad 3的数据表明它确实是个电力“怪兽”，对功耗要求很高，更需要32nm工艺升级。

发热也略微降低

　　工艺升级的另外一个好处是发热也降低了，玩游戏时温度从iPad 2,1的34.2°减少到33.2°C，虽然不是很明显，但是聊胜于无。

性能测试

　　性能测试基本没有变化，这也没啥奇怪的，它主要是苹果的制程升级调试，处理器规格并没有发生变化。

　　新旧iPad 2能看得出的变化主要是屏幕，因为屏幕供应商变了，苹果喜欢同时有两三家供货商。

　　新款iPad 2,4的最高亮度好像提高了，灰阶颜色更准确了，色温也降低了（偏黄一些）。新的面板并不比以前测试的iPad 2更差，某些方面甚至更好一些，不过色温上的变化可能让一些人不太适应。（6200K vs 6600K）

总结：工艺升级带来的变化非常明显

　　三星的32nm HKMG工艺带来的进步非常明显，即便苹果没有改变A5处理器的任何规格和架构，仅工艺升级就足以为iPad 2,4带来可观的变化，浏览器测试中续航时间提高了15%，游戏中提升了30%，视频回放中也有18%的提升，总之与早期的iPad 2,1相比其续航时间大幅提升。

　　如果你打算购买iPad 2平板，那么新型号的iPad 2,4更适合，前提是你能买得到，不过在没有打开包装之前是没有办法帮你辨别哪台iPad 2是使用了新款处理器的，苹果的零售店也不愿意看到你为了寻找新款iPad 2而不断地购买和退货的。鉴于iPad 2,4的特殊性，寻找这一型号的工作非常困难，只能凭运气。

　　这款独特的iPad 2存在的意义是为苹果全面升级32nm工艺投石探路，苹果采取的摸着石头过河的策略非常聪明，在iPad 2这样成熟的产品上试验新工艺是非常稳妥的方式，即便失败了影响也不大，还可以积累经验，很明显苹果将在下一代iPhone上使用32nm工艺。

　　作者也就是Andantech站长Anand Lal Shimpi表示更希望看到32nm工艺的A5X处理器，new iPad的显示器和GPU对功耗要求很高，明显更需要32nm工艺的处理器，虽然到了2013年早些时候就可能发布第四代iPad了，但是new iPad依然有工艺升级的需要。

　　苹果下一代iPhone很可能使用新的制程工艺，新一代A5处理器频率可能更高，而功耗会与当前的A5相当甚至更低，升级到32nm工艺看起来是非常合算的事。