Der A4, das Herz des Tablet (Update)

Im Apple iPad kommt ein Chip mit der Bezeichnung A4 zum Einsatz, der das Apple-Logo trägt. Bis zum eigenen Chip war es für Apple ein weiter Weg, am Anfang war es der britische Computerhersteller Acorn, der die Grundlagen schaffte (siehe Kasten am Ende des Artikels).

2008 kaufte Apple P.A. Semi, einen Chiphersteller ohne eigene Fabrik (Fabless Chip Designer). Die Firma belieferte Kunden mit besonders schnellen und effizienten Prozessoren auf PowerPC-Basis, der Firmengründer Dan Dobberpuhl war auch für die Entwicklung des StrongARM-Prozessors verantwortlich. Die ebenfalls übernommenen Mitarbeiter der Firma sind nicht weniger erfahren. Für knapp 280 Millionen US-Dollar war die Firma für Apple ein Schnäppchen und versetzte den iPad-Hersteller in die Lage, eigens angepasste Chips für Mobilgeräte zu entwerfen.

Fabless Chip Designer Neben einer Forschungsabteilung auch noch Fabriken zu unterhalten, ist teuer: ARM ist ein Fabless Chip Designer, eine Firma, die Chips entwirft, aber nicht selbst baut, sondern das Design an andere Firmen lizenziert. Bisher übernahm Samsung für Apple die Fertigung der CPU für die Mobilgeräte, aber für den A4 und die Nachfolgemodelle könnte sich Apple auch eine andere Firma suchen, die technisch in der Lage ist, den Chip zu fertigen.

ARM-Chips steckten zu der Zeit bereits im iPod und iPhone (und früher im Newton). Die ARM-Vertragspartner können weitreichende Anpassungen vornehmen, wenn denn das Know-How vorhanden ist. Es wird vermutet, dass Apple mit ARM einen Vertrag hat, der große Freiheiten bei der Implementation des Chip-Designs erlaubt.

Im iPad kommt ein Chip mit der Bezeichnung A4 zum Einsatz. Es handelt sich um ein System-on-a-Chip (SoC), einem Chip, der die CPU und andere wichtige Bestandteile des Systems in einem Baustein integriert. Das spart nicht nur Kosten, sondern auch Platz und der ist bei Mobilgeräten knapp.

Der A4 des iPad beherbergt laut jüngsten Erkenntnissen nicht nur den Hauptprozessor, sondern auch den Grafikkern und Speichercontroller. Die CPU soll auf dem Cortex-A9-Design von ARM basieren und ist mit 1 GHz getaktet. Da das iPad wieder auf ARM-Technologie basiert, war das iPhone OS die logische Wahl für das Tablet. Auch der Grafikkern stammt laut derzeitigem Kenntnisstand nicht von Apple, sondern ebenfalls von ARM. Die GPU soll angeblich aus der Mali-50-Serie von ARM kommen, eine ungewöhnliche Wahl, hatte Apple doch bisher die PowerVR-Chips von Imagination Technologies bevorzugt - Apple ist an der Firma beteiligt. (Update: Wie Apple inzwischen selbst bekannt gab, steckt im iPad - wie im iPod touch und iPhone - ein PowerVR SGX)

Der A4 ist also kein vollständig von Apple entworfener Chip und es wäre auch unsinnig, alle Ressourcen in die Entwicklung einer eigenen CPU oder einem eigenen Grafikchip zu stecken, wenn sie sie sich von anderen Firmen lizenzieren lassen.

Geschichte

Acorn Computer war in Großbritannien in den 80er Jahren im Bildungsmarkt ähnlich erfolgreich wie Apple in den USA heute. Zu der Zeit wagten viele Firmen den Einstieg in den noch jungen Heimcomputermarkt, die wichtigste britische Firma neben Acorn war Sinclair. Legendär ist die Rivalität zwischen den beiden Firmengründern, die ihren Höhepunkt im Streit um das Computer Literacy Project fand, einem BBC-Projekt, um britische Bildungseinrichtungen mit Computern zu versorgen. Außerdem suchte die BBC einen Computer für ein Bildungsprogramm. Acorn sicherte sich den Vertrag und hatte mit dem BBC Micro getauften Rechner einen garantierten Hit, bis in die 90er wurden Modellvarianten hergestellt und verkauft.

Früh stellte sich die Frage nach einer CPU für die nächste Generation von Acorn-Heimcomputern. Der 65C816, der zum im BBC verwendeten 6502 kompatibel war und unter anderem im Apple IIGS und dem Commodore-65-Prototypen zum Einsatz kam, überzeugte die Ingenieure nicht. Sie entschlossen sich zur Entwicklung einer eigenen CPU, dem ARM, der zunächst als Coprozessor für den BBC Micro genutzt wurde. Die Nutzung einer zweiten CPU war von Acorn im BBC von Anfang an vorgesehen, die eingebaute 6502-CPU ist dann nur noch für Ein-/Ausgabe-Operationen zuständig.

Erstmals alleine kam der Prozessor im Archimedes zum Einsatz. Die CPU kannte als RISC-Chip (Reduced Instruction Set Computer) weniger Befehle als klassische CISC-CPUs wie der 68000er, aber konnte die vorhandenen Befehle deutlich schneller ausführen. Der erste Archimedes war nicht schneller getaktet als ein Atari ST (8 MHz), trotzdem war er in der Lage, ohne Zusatzhardware einen PC zu emulieren, was auf dem Atari nur in geringer Geschwindigkeit möglich war. Der effiziente und schnelle Prozessor wurde weiterentwickelt und zog das Interesse anderer Firmen auf sich, darunter auch Apple. Acorn lagerte das Chipdesign-Team schließlich in einer eigenen Firma aus, unterstützt von VLSI und Apple.