在大自然的律动中探索中国自主光刻机的创新之路以新的视角看待芯片工艺制程
在自然的律动中,我深入探索中国自主光刻机的创新之路,重新审视芯片工艺制程的未来。从最初的0.35微米到0.25微米,再到0.18微米、0.13微米、90nm、65nm、45nm、32nm和14nm,每一次进步都像大自然中的季节变换一样不可避免,但每一步都是精心策划与努力付出的结果。在这个不断缩小几何尺寸与功耗提升的过程中,我们似乎被迷住了,那些数字化标签——7nm或10nm,成了衡量芯片强弱的唯一标准。但是,这是否真的足够呢?
我们看到苹果与台积电合作,一次又一次地打破记录,但真正的问题在于,这些数字背后隐藏着什么?为什么大家都只关注更小的数字,而忽略了复杂性所在?理论上来说,大多数因素都会在工艺制程上发挥作用,比如以7nm为例,更小的地图意味着更多晶体管,在同一面积上可以拥有更高密度,更低时钟频率,更好的散热设计和更低晶体管电压。
然而,并非所有看似相同但实则有差别的事物都是由纳米级制定定的。台积电称10nm对应于英特尔称为14nm,而台积电子及其伙伴称之为7nm技术,对英特尔而言却接近10NM。这就好比说,从不同角度观察自然界,不同的人会发现不同的美。
例如,当英伟达推出了Nvidia Turing,该芯片是基于12纳米技术。当人们谈论这些技术时,他们常常忘记了其他因素,比如架构。正是在这样的背景下,AMD发布了其Navi GPU,它虽然也是基于7纳米制造,但是性能远超预期,因为它具有独特且优化过得当的心智架构。
随着时间推移,我们将目睹新的产品出现,如苹果即将发布5纳米A13处理器,以及高通Snapdragon 875预计使用相同工艺制程并计划于今年晚些时候(最有可能是在12月)发布。华为虽然因为禁令而无法参与这一趋势,但通常情况下,它们总是追求最小晶体管数量的一员。
手机设计受限于功耗,使得苹果朝向最小几何尺寸发展。而笔记本电脑可能仍然会通过7至9W TDP进行被动冷却。2W TDP并不多,这也是为什么苹果、高通和华为首先追求最小晶体管的一个关键原因之一。
较小的地图不仅可以提高电池寿命,还能使更多晶体管存放在同一表面上。这也解释了为什么GPU公司早已成为追求最小晶体管数量的大户,因为它们需要处理大量数据以及快速内部互连、高速内存及大量带宽来满足AI和机器学习工作负载需求。
CPU领域也有类似的讨论,如AMD Ryzen 3000系列,以7纳米制造闻名,即便其I/O部分采用12纳米制造。而几乎每个人都会把该CPU归结为7纳米,因为重要组件不是来自那个节点。这种营销上的区分很容易让人混淆,尤其是在单线程性能或游戏表现方面,没有一个简单答案能概括所有场景下的优势。
移动笔记本市场也不乏此类争议,如Intel Ice Lake已经达到10奈 米,现在Intel正在追求节能省电Lakefield,同时虎牙Tiger Lake即将问世。此外,AMD也宣布了一系列Ryzen 3至9笔记本电脑解决方案覆盖10至54W TDP市场。不过,即便如此,Intel Tiger Lake初步迹象显示它能够胜出AAA级游戏(如《战地风云5》),这给予AMD研发团队增加压力。此外,其新内核Willow Cove针对AI和当前工作负载进行优化,因此尽管只是一个看起来不错的小数点变化,但实际影响巨大。
最后,最重要的是,无论多少个字母组成一个名字,都不能掩盖那些真正决定性能差异的是——架构以及如何利用现有的资源以最佳方式运行工作负载。在这个竞争激烈且日益加剧的情境下,只有不断创新才能保持领先位置,而这正是我要探索的地方。我希望我的思考能够帮助你从另一种角度理解这个复杂而充满挑战性的世界,让我们的旅途更加丰富多彩,就像大自然赋予我们的那样丰富而神秘。