芯片集成电路半导体探秘革新视角下的制程奇迹
芯片工艺制程的进步从最初的0.35微米发展到0.25微米,再到0.18微米、0.13微米、90nm、65nm、45nm和32nm,最后达到了14nm。随着工艺制程的提升,大约每十年需要缩小几何尺寸及功耗,才能达到更高的性能。在苹果与台积电合作推出5nm芯片仅短短几个月后,我们开始思考,强调纳米级制程重要吗?人们普遍认为较小的数字代表更好的性能,但实际情况远比这复杂。
理论上许多因素在工艺制程中发挥作用。以7nm为例,更小的地质尺寸意味着每平方毫米有更多晶体管,这意味着更高密度、高时钟频率设计以及更低晶体管电压。然而,不同制造商如台积电和英特尔可能会使用不同的命名法,即使看似相同的制程也可能存在差别。
例如,台积电称10nm对应于英特尔称为14nm,而台积电称7nm技术对于英特尔而言却是接近10nm。这就像不同品牌汽车尽管外观相似,但内部构造和性能可能大不相同。如果我们只关注纳米级别,那么它就不能完全反映一个芯片或处理器的实用性。
此外,并非所有公司都追求最小化晶体管尺寸。虽然GPU通常需要大量功率来提供高分辨率和帧速率,但CPU则主要关注能效比。在AMD Ryzen 3000系列中,以7NM 台积电制造闻名,其I/O部分采用12NM 制造,这表明即便是同一家公司,也会根据具体应用选择合适的地理尺寸。
营销策略在这里起着关键作用,因为事实上,有一定比例的人使用渲染但在营销中,关键在于谁获得了最高CineBench分数。而对于普通用户来说,如答复电子邮件、编写文档以及观看图片和Netflix,他们并不需要16核优势。此外再多内核也无法提升游戏性能,因此游戏玩家并不会从这方面受益太多。
移动笔记本电脑市场也是如此,一些新的Intel Lakefield通过节能省电而受到欢迎,而AMD已经宣布了一系列Ryzen 3至9笔记本解决方案覆盖10至54W TPD市场。但Intel Tiger Lake显然占据了领先地位,它可以运行AAA级游戏(如《战地风云5》)以1080P进行优化,从而给AMD带来了巨大的压力。此外Tiger Lake已经赢得了50多个设计奖项,并且其Willow Cove CPU内核针对AI工作负载进行优化,使其在当前工作负载方面表现突出。
因此,在面对不断变化的情况下,我们必须深入了解这些数字背后的含义,以及它们如何影响我们的日常生活。虽然“纳米”是一个简单易懂的手段来衡量技术进步,但它并不是唯一重要的一环。在未来的竞争中,无论是手机还是笔记本电脑,每一次升级都将更加精细考究,以确保所需功能既高效又可靠。