《電子技術(shù)應(yīng)用》
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7 納米工藝能給 A 系列芯片帶來(lái)哪些新變化

2016-12-14

      近年來(lái),蘋果芯片代工廠商臺(tái)灣半導(dǎo)體廠商臺(tái)積電獲利真是一點(diǎn)不小,尤其是 2014 年蘋果的 A8 和 A8X 獨(dú)家代工時(shí)取得了重大的勝利,盡管 A9 蘋果稍微分割了一部分訂單交給三星,但到了 A10 這一代芯片又回歸了獨(dú)吃的局面??梢哉f(shuō),只要蘋果的收入增長(zhǎng)了,臺(tái)積電收入就一定獲益,所以英特爾今年也宣布參與到了代工廠陣營(yíng)中,希望獲得蘋果訂單。

  蘋果即將發(fā)布的 A11 芯片,預(yù)計(jì)將基于臺(tái)積電的 10 納米工藝制程打造,并且臺(tái)積電在最近一次聲明中,強(qiáng)烈暗示后續(xù) A12 芯片蘋果會(huì)基于 7 納米工藝??紤]到臺(tái)積電已經(jīng)公布了部分 7 納米的技術(shù)細(xì)節(jié),我們可以來(lái)預(yù)計(jì)一下 A12 芯片在 7 納米基礎(chǔ)上會(huì)帶來(lái)哪些新的變化。

  芯片可縮得更小

  臺(tái)積電表示,相比當(dāng)前一代 16 納米技術(shù)(A9、A9X 和 A10),基于 7 納米制程的芯片將提供超過(guò) 3.3 倍的晶體管密度。這就表示,此前在 16 納米時(shí)期需要 100 平方毫米芯片面積的芯片,改用 7 納米之后實(shí)際只要 30 平方毫米就能完成,保持同樣的功能和性能。

  蘋果向來(lái)傾向于保持同樣大小的芯片尺寸,或者說(shuō)每更新一代基本保持與前一代大致相近的尺寸。下面放出一個(gè)歷代 A 系芯片面積大小的對(duì)比圖可以證明,只有 16 納米延續(xù)兩代為了提高性能不得已增大面積 。因此,更高的密度將有助于蘋果在多出來(lái)既定區(qū)域進(jìn)一步融入更多功能和特征。

7 納米工藝能給 A 系列芯片帶來(lái)哪些新變化?

  蘋果會(huì)加入哪些功能?

  得益于 28 納米到 20 納米的演進(jìn),A8 芯片的設(shè)計(jì)蘋果采用四核圖形處理單元,而再升級(jí)到 16 納米工藝, A9 和 A10 的圖形處理器單元提高到了 6 核。照此趨勢(shì),10 納米的 A11 以及 7 納米的 A12 兩枚芯片,圖形處理器單元的核心數(shù)可能還會(huì)繼續(xù)增加,帶來(lái)更強(qiáng)勁的圖形處理性能,有利于應(yīng)付 4K 或 VR 之類的應(yīng)用。

  蘋果也可能增加或改進(jìn)其他所需的功能模塊,例如蘋果自行開發(fā)的 ISP 圖像信號(hào)處理器,幫助大幅提升拍照成像性能。其余還可能是 CPU 內(nèi)核,或者內(nèi)存控制器等等。

除了面積縮小還有什么?

  功耗!臺(tái)積電表示,對(duì)比 16 納米技術(shù), 7 納米芯片可以提供更好 40% 性能提升的同時(shí),還將實(shí)現(xiàn) 65% 的功耗降低。

7 納米工藝能給 A 系列芯片帶來(lái)哪些新變化?

  蘋果的 A10 Fusion 現(xiàn)在是四核心設(shè)計(jì),兩個(gè)高性能內(nèi)核加上兩個(gè)高能效內(nèi)核組成,支持自動(dòng)切換分別應(yīng)對(duì)不同性能需求的任務(wù)。到了 7 納米時(shí)期,預(yù)計(jì)兩個(gè)高性能內(nèi)核相比 A10 應(yīng)該至少有 40% 的提升,而高能效內(nèi)核在效能持平或小幅上漲的同時(shí),功耗必然顯著降低。

  無(wú)論如何,A10 Fusion 是今天最出色的芯片,隨著新的工藝制程和架構(gòu)創(chuàng)新,不出意外的話,未來(lái)幾年 A 系列芯片的優(yōu)勢(shì)還會(huì)繼續(xù)保持。當(dāng)然了,蘋果還需要充分利用芯片的計(jì)算性能,尤其是多核心芯片發(fā)布之后, 鼓勵(lì)開發(fā)者開發(fā)匹配的應(yīng)用程序。


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