アップルA9
アップルA9
Apple A9プロセッサ
一般情報
発売2015年9月9日
製造中止2018年9月12日
デザイン：アップル社
共通メーカー
製品コードAPL0898, [ 1 ] APL1022 [ 2 ]
パフォーマンス
最大CPUクロックレート1.85GHz（iPhone 6s、iPhone 6s Plus、iPhone SE、iPad 9.7 2017）[ 3 ] [ 4 ] 
物理的仕様
コア
グラフィックプロセッサカスタムPowerVRシリーズ7XT（6コア）@650MHz [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]
キャッシュ
L1キャッシュコアあたり: 64 KB 命令 + 64 KB データ
L2キャッシュ3 MB共有[ 5 ]
L3キャッシュ4 MB共有[ 9 ]
アーキテクチャと分類
応用携帯
テクノロジーノード14 nm （Samsung 14LPE）、16 nm （TSMC 16FFC）
マイクロアーキテクチャツイスター[ 10 ] [ 11 ]
命令セットARMv8-A : A64、A32、T32
製品、モデル、バリエーション
変異体
歴史
先人たちApple A8 (iPhone) Apple A8X (iPad)
後継者Apple A10 Fusion (iPhone) Apple A10X Fusion (iPad)

Apple A9は、 Apple Inc.が設計した64ビットARMベースのシステムオンチップ（SoC）で、 Apple Siliconシリーズの一部です。TSMCとSamsungの両社によってApple向けに製造されており、 2015年9月9日に発表されたiPhone 6sと6s Plusで初めて登場しました。[ 12 ] Appleは、前世代のApple A8と比較してCPU性能が70%、グラフィック性能が90%向上していると発表しています。[ 12 ] 2018年9月12日、iPhone 6sとiPhone 6s Plus、そして第1世代のiPhone SEが製造中止となり、A9チップの生産も終了しました。このチップを使用しているiPhone SE (第 1 世代)バリアント システムを含むiPhone 6s および 6s Plusの最新ソフトウェア アップデートはiOS 15.8.6で、2026 年 1 月 26 日にリリースされましたが、2022 年のiOS 16のリリースとともに廃止されました。また、このチップを使用しているiPad (第 5 世代)の最新ソフトウェア アップデートはiPadOS 16.7.14で、2026 年 2 月 2 日にリリースされましたが、2023 年のiPadOS 17のリリースとともに廃止されました。

デザイン

A9には、Apple設計の64ビット1.85GHz [ 3 ] ARMv8-Aデュアルコア[ 5 ] CPU Twisterが搭載されています。[ 11 ] iPhone 6sに搭載されているA9には、2GBのLPDDR4 RAMがパッケージに含まれています。[ 1 ] [ 5 ] A9には、コアごとにデータ用に64KB、命令用に64KBのL1キャッシュ、両方のCPUコアで共有される3MBのL2キャッシュ、SoC全体にサービスを提供して犠牲キャッシュとして機能する4MBのL3キャッシュがあります。[ 9 ] A9には、Apple製の6つのカスタムシェーダコアとコンパイラを備えたカスタムPowerVR Series7XT @ 650MHz GPUも搭載されています。[ 13 ]

A9には、A5で初めて導入され、 A7で最後にアップデートされた新しい画像処理プロセッサが搭載されており、時間的および空間的なノイズ低減とローカルトーンマッピングの改良が図られています。[ 14 ] A9には、 A7で独立したチップとして初めて導入されたM9モーションコプロセッサが直接統合されています。M9コプロセッサは、加速度計、ジャイロスコープ、コンパス、気圧計の機能に加え、Siriの音声コマンドも認識できます。[ 14 ]

A9はH.264のビデオコーデックエンコードをサポートしています。また、 HEVC、[ 15 ]、H.264、MPEG-4、Motion JPEGのデコードをサポートしています。[ 16 ]

A9は、Appleが設計したNVMeベースのコントローラを使用し、 PCIe接続を介して通信するカスタムストレージソリューションを備えています。[ 17 ] iPhone 6sのNAND設計は、モバイルデバイスに一般的に搭載されているフラッシュメモリではなく、PCクラスのSSDに近いものです。これにより、フラッシュメモリへの接続にeMMCやUFSを使用することが多い競合製品と比較して、ストレージ性能において大きな優位性が得られます。

マイクロアーキテクチャ

A9のマイクロアーキテクチャは、第2世代Cyclone（A8チップで使用）マイクロアーキテクチャに似ています。マイクロアーキテクチャの特徴の一部を以下に示します。

パイプラインの深さ（ステージ） 16
発行幅 6つのマイクロオペレーション
ロブ196マイクロオペレーション
読み込み遅延 8サイクル
分岐予測ミスペナルティ 9
整数パイプの数 4
シフタALUの数 4
ロード/ストアユニット 2
整数パイプバッファサイズ 48
支店数 2
間接分岐ユニット 1
分岐パイプバッファサイズ 24
FP ALU 3

A8からのパフォーマンス向上の約半分は1.85GHzの周波数によるものです。約4分の1はメモリサブシステムの強化（キャッシュ容量が3倍）によるものです。残りの4分の1はマイクロアーキテクチャのチューニングによるものです。

暗号化

Appleによると、「すべてのiOSデバイスには、フラッシュストレージとメインシステムメモリ間のDMAパスに専用のAES-256暗号化エンジンが組み込まれており、ファイル暗号化の効率が非常に高くなります。A9以降のAシリーズプロセッサでは、フラッシュストレージサブシステムは独立したバス上にあり、DMA暗号化エンジンを介してユーザーデータを含むメモリにのみアクセスできます。」[ 18 ]

デュアルソーシング（チップゲート）

Apple A9チップは、 SamsungとTSMCの2社によって製造されています。Samsung版はAPL0898と呼ばれ、14nm FinFETプロセスで製造され、面積は96平方ミリメートルです。一方、TSMC版はAPL1022と呼ばれ、16nm FinFETプロセスで製造され、面積は104.5平方ミリメートルです。

部品間の性能に大きな差がないことを意図していたが[ 19 ]、2015年10月、Samsung製のA9チップを搭載したiPhone 6Sモデルは、CPUを多用した場合、TSMC製のモデルよりもバッテリー寿命が一貫して短いことが判明した。ウェブブラウジングやグラフィックスでは大きな差はなかった。[ 20 ] Appleは「バッテリーが消耗するまでプロセッサを継続的に高負荷で実行するテストは、実際の使用状況を反映していない」と回答し、社内テストと顧客データを組み合わせた結果、わずか2～3%の差異が示されたと述べた。[ 21 ] [ 22 ]

ネーミング

Twister CPU コアはARM Holdingsからライセンス供与された ARMv8-A 命令セット アーキテクチャを実装していますが、独立した CPU 設計であり、ARM 自身によって設計され、アーキテクチャの 32 ビットARMv7-Aおよび ARMv5E バージョンを実装している、はるかに古いが同様の名前のCortex-A9およびARM9 CPU とは無関係です。

プロセッサは外観上はほぼ同一です。パッケージの寸法（約15.0×14.5 mm）は同じで、型番などの表面的な違いのみがあります。パッケージ内部のシリコンダイのサイズが異なります。

  • APL0898、A9のSamsungバージョン
    APL0898、A9のSamsungバージョン
  • A9のTSMC版であるAPL1022
    A9のTSMC版であるAPL1022
  • iPhone 6sのメインロジックボード上のA9（APL0898）SoC
    iPhone 6sのメインロジックボード上のA9（APL0898）SoC
  • iPhone SEのメインロジックボード上のA9（APL1022）SoC
    iPhone SEのメインロジックボード上のA9（APL1022）SoC

ARKit

A9プロセッサはARKitの最低要件として挙げられている。[ 23 ]

Apple A9を含む製品

参照

参考文献

  1. ^ a b「iPhone 6s Teardown」 . iFixit. 2015年9月25日. 2016年1月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。2015年9月26日閲覧。
  2. ^ 「A9はTSMC 16nm FinFETで製造され、Samsungが製造」 。 2016年9月17日時点のオリジナルよりアーカイブ。2015年9月28日閲覧。
  3. ^ a b「iPhone 6sの顧客がデバイスを早期に受け取り、ベンチマークで顕著なパワーアップが確認」 iDownloadBlog、2015年9月21日。2015年9月24日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年9月25日閲覧。
  4. ^ 「明らかに：iPhone 6Sは1.85GHzデュアルコアA9チップを採用」 Trusted Reviews、2015年9月18日。2016年1月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。2015年9月25日閲覧。
  5. ^ a b c d「iPhone 6sの内部」 Chipworks. 2015年9月25日. 2017年2月3日時点のオリジナルよりアーカイブ。2015年9月26日閲覧。
  6. ^ 「iPhone 6Sレビュー」 GSM Arena、2015年10月。2016年1月12日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2016年9月25日閲覧。
  7. ^ “Apple A9 / PowerVR GT7600” . NotebookCheck. 2015年9月. 2016年1月21日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2016年9月25日閲覧。
  8. ^ Kanter, David. 「AppleのiPhone向けカスタムGPUの内部を覗いてみよう」。2019年8月27日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2019年8月27日閲覧。
  9. ^ a bライアン・スミス（2015年11月30日）「AppleのA9 SoC L3キャッシュサイズの修正：4MBの被害者キャッシュ」 AnandTech 。 2015年12月1日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年12月1日閲覧。
  10. ^ Joshua Ho. 「iPhone 6sとiPhone 6s Plusの予備的結果」。2016年5月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。2016年9月25日閲覧。
  11. ^ a b Joshua Ho、Ryan Smith. 「A9のCPU：Twister - Apple iPhone 6sとiPhone 6s Plusのレビュー」。2016年1月18日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2016年9月25日閲覧。
  12. ^ a b「Apple、iPhone 6sとiPhone 6s Plusを発表」（プレスリリース）Apple、2015年9月9日。2015年9月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年9月9日閲覧。
  13. ^ Kanter, David. 「AppleのiPhone向けカスタムGPUの内部を覗いてみよう」。2019年8月27日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2019年8月27日閲覧。
  14. ^ a b “iPhone 6s - テクノロジー” . Apple . 2015年9月8日. 2015年9月13日時点のオリジナルよりアーカイブ。2015年9月10日閲覧。
  15. ^ Thomson, Gavin. 「HEIFとHEVCの紹介」 Apple. プレゼンテーションのスライド71ページ。2021年12月27日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2021年12月27日閲覧。
  16. ^ 「iPhone 6s - 技術仕様」 . support.apple.com . 2022年11月5日閲覧。
  17. ^ 「Apple iPhone 6sとiPhone 6s Plusのレビュー」 Anandtech、2015年11月2日。2016年4月8日時点のオリジナルよりアーカイブ。2016年4月4日閲覧。
  18. ^ iOS セキュリティ、2018 年 1 月、 https://www.apple.com/business/docs/iOS_Security_Guide.pdf 2016 年 2 月 27 日にWayback Machineにアーカイブ
  19. ^ Smith, Ryan (2015年9月28日). 「AppleのA9 SoCはSamsungとTSMCのデュアルソース」 . AnandTech . 2015年9月30日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年9月30日閲覧。
  20. ^ Cunningham, Andrew (2015年10月12日). 「Samsung vs. TSMC: 2台のApple A9のバッテリー寿命を比較」 . Ars Technica . Condé Nast . 2015年10月13日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年10月13日閲覧。
  21. ^ 「TSMCとSamsung A9 SoCに関するAppleの声明を分析」AnandTech。2015年10月13日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年10月11日閲覧。
  22. ^ブライアン・バレット「iPhoneにどのA9チップが搭載されているかは問題ではない。気にしないで」Wired誌。2015年10月12日時点のオリジナルよりアーカイブ。2015年10月11日閲覧。
  23. ^ “Framework - ARKit” . 2017年8月4日時点のオリジナルよりアーカイブ。2017年8月4日閲覧。
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