在CES開幕之前,芯片巨頭Inter就發(fā)布新一代計(jì)算平臺(tái),14nm芯片工藝的Broadwell以及首款64位手機(jī)芯片。“芯片工藝”這詞,再 次進(jìn)入人們眼簾。在早先PC盛行的時(shí)代,我們就時(shí)常聽到英特爾今年又推出了多少納米工藝的CPU,性能提升了很多,但功耗卻比上一代降低了。而進(jìn)入了移動(dòng) 互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,智能手機(jī)對(duì)性能的要求也越來越高,其核心就是CPU的性能,不過電池仍然是影響整體性能提升的一個(gè)瓶頸。
目前手機(jī)CPU主流采用28nm(納米)的工藝,不過,蘋果在這一代A8處理器上采用了20nm的工藝,而且魅族MX4 Pro上也搭載了一枚20nm工藝的CPU,他們的一大特點(diǎn)就是功耗要降低很多,到底CPU的工藝能給手機(jī)帶來哪些影響呢?
工藝尺寸是什么
28nm、20nm這幾個(gè)參數(shù),相信大家在近期手機(jī)相關(guān)產(chǎn)品發(fā)布時(shí)已經(jīng)耳熟能詳了,那么這些尺寸的意義何在?從專業(yè)的角度來說,這個(gè)尺寸是指工藝所能 實(shí) 現(xiàn)的最小晶體管的溝道長(zhǎng)度,相應(yīng)的就是工藝中使用的光刻光波長(zhǎng)長(zhǎng)度,就目前技術(shù)而言10nm可以說已經(jīng)是工藝的極限了,再小的話就要考慮遂穿效應(yīng)和量 子力 學(xué)方面的東西了。
也許這么說不太好理解,再說的通俗一點(diǎn)。首先,我們都知道,一納米等于十億分之一米,電子元件之間的距離就是用納米來計(jì)算。芯片工藝的納米數(shù)越小,那 么 在單位面積上所能集成的晶體管的數(shù)目越多??s小微處理器電子元件距離將導(dǎo)致不同晶體管終端電流容量降低,這樣就會(huì)提升他們的交換頻率。每個(gè)晶體管在切 換電 子信號(hào)時(shí),其所消耗的動(dòng)態(tài)功耗直接與電流容量相關(guān),這樣晶體管就變得運(yùn)行速度快、且能耗小。
總的來說,工藝尺寸不斷縮小,其技術(shù)難度越來越大,但是一旦實(shí)現(xiàn)了,就芯片性能而言,無論從頻率還是功耗上都能提升很多。尤其是在功耗方面,這對(duì)于手機(jī)和平板來說至關(guān)重要。
芯片工藝提升的意義
目前在手機(jī)終端中, 28nm的芯片仍為主流,幾乎覆蓋高中低價(jià)位的80%手機(jī)。不過,隨著20nm技術(shù)成熟,產(chǎn)能的提升與廠家推廣,相信在2015 年,越來越多的手機(jī)將會(huì)搭 載20nm工藝的芯片。除了20nm這個(gè)數(shù)字在產(chǎn)品發(fā)布時(shí)可以作為手機(jī)廠家的一個(gè)宣傳點(diǎn)外,更重要意義是芯片工藝的提升對(duì)性能 的改善是巨大的。
主流CPU工藝尺寸
根據(jù)臺(tái)積電公布的數(shù)據(jù),20nm工藝將提供 比現(xiàn)有28nm工藝快30%的速度,晶體管密度則可以提升1.9倍,能耗則降低25%。30%這個(gè)數(shù)字意味著現(xiàn) 有的移動(dòng)SoC如驍龍、Tegra等運(yùn)行 頻率將可以飆升到3GHz(目前驍龍805也不過是2.7GHz)。如果廠商愿意把新工藝帶來的密度增益分配給 GPU,我們則可以輕易獲得比蘋果A7更 加強(qiáng)大的圖形性能。
當(dāng)然,能耗降低25%并不意味著你手機(jī)的續(xù)航時(shí)間可以提升25%,實(shí)際上CPU功耗只占掉手機(jī)總能耗的一小部分,而且在半導(dǎo)體工藝提升后,廠商們更愿意塞進(jìn)一個(gè)相同功耗、性能更強(qiáng)的芯片,而不是相同性能、功耗更低的芯片。
總結(jié)
在目前,手機(jī)行業(yè)硬件競(jìng)爭(zhēng)激烈,電池技術(shù)又停滯多年的情況下,大力發(fā)展手機(jī)芯片工藝無疑是移動(dòng)終端硬件的一個(gè)重要發(fā)展方向。在有限的電量下,提升性能的同時(shí)還能降低功耗,無疑是兩全的做法。此外,在一定程度上也有助于手機(jī)產(chǎn)品越來越輕薄。