Què secrets amaga el cor de l'Apple Watch, el xip S1?

Un recent desmuntatge d'aquest mòdul per part d'ABI Research va revelar la presència d'un processador ARM Cortex M0 de 20 pins, 512 MB de RAM, un receptor Wi-Fi de Broadcom, un xip NFC fabricat per l'holandesa NXP i molt més. Però Chipworks ha anat un pas més enllà, amb la intenció de desvetllar els secrets de la innovadora arquitectura d'el processador S1 de l'Apple Watch.

El S1, aparentment monolític, és un exemple clàssic de la tecnologia de sistema en un xip i està format per un complex de 30 unitats independents. I cal reconèixer que els dissenyadors d'Apple se les han arreglat per esprémer tots en un espai de 28 × 26 mm. Segons els representants de Chipworks, es tracta d'una fita important que ha requerit solucions de disseny úniques. Samsung tampoc es va lliurar d'això: el fabricant coreà subministra a la marca Apple xips especials de baix consum, construïts amb tecnologia de procés de 28 nm.

Això no és ni de bon tros el límit de les possibilitats, sinó que Apple s'ha vist obligada a recórrer a una opció provada i optimitzada. Entre aquests xips es troba la gamma Qualcomm Snapdragon 801-805, el nivell de 28nm es limita als processadors A7 de l'any passat en l'iPhone 5s i l'iPad Air, i també el Nvidia K1. Però els nous A8, la clau de la potència de càlcul dels phablets iPhone 6 i iPhone 6 Plus, ja estan fabricats amb un procés de 20nm. I Samsung no amaga que està pressionant molt per produir xips dissenyats a 14nm.

No obstant això, l'Apple Watch segueix tenint "sort", ja que un dels seus principals competidors, el rellotge Moto 360, està equipat amb un processador Texas Instruments OMAP 3630. I està fabricat amb tecnologia de procés de 45nm, que és el nivell de l' antic iPhone 4S, no superior. Tots dos dispositius pertanyen a la categoria "processador d'aplicacions", un desenvolupament per gadgets mòbils en el qual la CPU es combina amb la GPU (processador principal i processador gràfic). En el cas de l'S1, el xip, etiquetat com APL0778, està alimentat pel PowerVR SGX543 de Imagination Technologies.

Tot el node mesura 5,2 × 6,2 mm, i està dissenyat sobre la base d'un paquet, en el qual els plats de RAM es munten directament sobre el propi processador. Estalviar espai, minimitzar el recorregut dels senyals de control i augmentar el rendiment: una solució tan encertada que s'ha explotat activament distribució completa de l'iPhone. Estrictament parlant, no s'ha aplicat res de nou a l'Apple Watch, simplement s'ha aprofitat a l'màxim aquest enfocament, assegurant una densitat inusualment alta de components dins de el sistema.

Com a exemple típic, el mòdul de ràdio NFC està sol, mentre que el controlador d'aquest sistema de comunicació està integrat amb una unitat de "emmagatzematge segur" coneguda com Secure Enclavament. No cal perseguir un senyal codificat amb informació valuosa ni tan sols uns pocs mil·límetres a través del tauler, de manera que la migració de dades es redueix a mínim. Un dels pilars de la seguretat d'Apple Pay és que la informació sensible està aïllada d'altres subsistemes. I, en segon lloc, s'estalvia una fracció de l'escàs espai utilitzable dins el xip.

Els trenta components S1, únics i genèrics, estan muntats en una sola placa. Després del muntatge, tot el substrat es cobreix amb un compost protector de resina sintètica i, en sentit estricte, no hi ha forma de desmuntar aquesta construcció de manera ordenada. Cal trencar literalment la closca exterior per arribar a l'farcit, el que explica l'aspecte no tan bo de la fitxa oberta S1. I pràcticament es pot renunciar a la reparabilitat.

Si s'observa el disseny promocional de l'arquitectura S1, que mostra l'ordre general dels components, sense subtítols, no hi ha res que cridi l'atenció: la típica imatge d'un circuit integrat. No obstant això, els investigadors de Chipworks no han vist cap amb dimensions de 28 × 26 mm. I després d'un examen minuciós de l'contingut de l'xip no és difícil d'entendre: Apple ha tingut força sort amb els seus socis. És a dir, la contribució a la causa comuna dels proveïdors de components que van crear nodes específics per a l'Apple Watch. Texas Instruments va fer el que va poder: les seves marques estan en sis mòduls diferents.

En segon lloc hi STMicroelectronics, que fabrica un sensor acceleròmetre de 6 eixos, un giroscopi i un microcontrolador de memòria flash per al processador ARM Cortex 0M per l'Apple Watch. Així com un sensor òptic col·locat sota de l'eix de la roda Digital Crown i utilitzat per seguir la seva rotació i pressió. L'esmentat sensor d'acceleració és un truc, ja que és l'únic que es presenta i no requereix dades d'un "company" acceleròmetre extern. Com a referència, els actuals telèfons mòbils insígnia d'Apple estan equipats amb un duo de sensor Invensense de 6 eixos i un acceleròmetre Bosch de 3 eixos.

L'última observació ha portat a Chipworks a creure que Apple té més experiència en el disseny de circuits integrats del que es pensava. Es tracta d'un enfocament fonamentalment nou pel que fa a la selecció i el disseny dels components, però el resultat final segueix sent el mateix circuit en un xip complet. En lloc de comprar els productes més avançats de mercat, l'empresa ha seguit el seu propi camí, invertint en investigació i desenvolupament fonamentals. I carregant als seus socis amb un treball purament de producció en massa: estampar mòduls ja fets basats en els plànols de Cupertino. Això significa que els competidors no podran simplement comprar amb una llista de convencions i després muntar una rèplica Rellotge d'Apple.