在大自然的律动中探索国产芯片制造最新消息用新的思维方式看待芯片工艺制程
在自然的律动中,我深入探讨了国产芯片制造最新消息,重新审视了芯片工艺制程。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和32nm,每一次技术进步都伴随着几何尺寸的缩小和功耗的降低。在苹果与台积电合作推出5nm芯片后,人们开始质疑强调纳米级制程重要性的必要性。尽管大家都倾向于追求更小的数字,但实际情况却比这个逻辑要复杂得多。
理论上讲,许多因素在工艺制程上发挥作用。以7nm为例,更小的几何尺寸意味着每平方毫米有更多晶体管,这就意味着更高密度、高时钟频率、更好的散热设计以及更低晶体管电压。但是,我们必须认识到,看似相同的制程可能存在差别。例如,台积电所称的10nm对应于英特尔所称的是14nm,而台积电及其合作伙伴称之为7nm技术,在英特尔看来却是接近10nm。
不久前,英伟达推出了Nvidia Turing,该芯片基于12nm工艺。如果仅仅依赖纳米级别作为衡量标准,那么它绝不应该与大型Vega Radeon VII卡相抗衡。不过,这种情况并非如此,因为尽管英伟达在晶体管尺寸、电压和密度上存在缺点,它仍然通过提高IPC(每周期指令数)来实现性能提升。这就证明了架构对于芯片成功至关重要。而且,就像AMD在7NM波长范围内拥有最高功率Navi芯片一样,有时候即便同样使用较大波长,也能取得卓越表现。
现在,让我们看看Nvidia Ampere已经进入7纳米时代,一旦英伟达宣布推出消费级GPU,与AMD下一代的大型Navi GPU进行比较将会非常有趣。在这种情况下,不论两家公司采用的制造几何尺寸相同,最终速度快慢还是取决于架构,使得栅极和芯片模块能够在给定的晶体管数量和总功耗下运行得更加迅速。
预计苹果将于2020年9月发布5NM A13,而高通Snapdragon 875也计划采用相同工艺并于今年晚些时候(最有可能是在12月)发布。由于禁令影响华为,其未来是否能采用5NM芯片仍存疑问。但通常来说,华为是第一个寻求最小晶体管客户之一。
手机设计受限于功耗,因此苹果朝向最小几何尺寸发展。而iPhone中的TDP(总功耗)只有2W,对比之下笔记本电脑可能仍旧会通过7至9W TDP进行被动冷却。这也是为什么苹果、高通和华为在允许的情况下首先追求最小晶体管的一大原因——为了增加电池寿命,并且可以放置更多晶体管,从而提高性能。
过去,由于功率TDP限制,ATI/AMD和英伟达都是第一批追求最小晶体管公司。GPU用于AI工作负载的一个原因就是它们能够处理大量数据,并且具有快速内部互连、大量带宽及快速内存。此外,它们也能支持高分辨率及帧速率需求,比如4K或8K分辨率,以及机器学习等计算密集型任务。
CPU与晶体管之间有一层神话,即认为CPU只是由其核心数决定,但实际上这并不完全正确。大约两周前第二代Ryzen 3000交付,将继续使用同样的7NM工艺制程。而据证实,其代号Vermeer(Ryzen 4000)的Zen 3将会是在2021年推出的,而且目前看来,将会是在明年某个时间点发布图片来源来自AMD官网
仅从营销角度考虑,大部分人认为Intel最新桌面处理器Comet Lake – S采用的是14NM,但是事实上Intel的14NM主要对应于TSMC 的10NM,所以Ryzen 3000 Matisse处理器拥有优势尤其是在游戏应用中。不过Matisse虽然在单线程性能方面略逊一筹,但其渲染能力远超Core i9 10900K解决方案,而 Ryzen 9 3950X则拥有16个核心,为渲染提供了巨大的优势,以此击败了之前竞争者的解锁16核解决方案Core i9-10900KF.
营销策略很关键,因为事实上,有一定比例的人只需要渲染功能而已。在市场营销中,即使没有16核也不影响他们完成日常任务,如回复电子邮件编写文档观看图片视频Netflix等活动。而讽刺的是,即使再多内核也无法提升游戏性能,只不过是因为市场上的很多产品都不需要那么多核心才能满足用户需求。
移动笔记本电脑市场
Ice Lake成为Intel首次达到10 nm之后,现在Lakefield正在努力节省能源。
AMD利用自己的移动产品达到到了7 nm 制程并宣布了一系列Ryzen笔记本电脑解决方案覆盖10至54 W TPD市场。
对于AMD而言, Renoir 微体系结构是一个巨大的进步但然而, 在绝大多数重要工作负载上, 它仍然无法胜过Ice Lake.
AMD 将继续改善但是 Tiger Lake 的初步迹象以及它可以以1080P运行AAA游戏的事实给予 AMD 笔记本电脑研发带来了额外压力。
因此, Intel 的新设备赢得50 多项设计奖项
所以真正的问题不是谁做到了多少奈米,而是什么样的架构能够让我们的设备更加有效地运用这些新的材料来创造价值。我认为这是我们行业正在经历的一个转变,是一个关于如何最大化资源利用效益的问题,不只是简单地追逐数字或者说"奈 米"标准。
最后我想提醒你,无论你的目标是什么,都不要忘记去了解你当前所处行业里的现状,同时保持开放的心态接受那些似乎背离传统思维模式的事情,因为未来的科技发展往往是不符合直觉规律的一致性变化,你永远不知道什么才是真正改变一切的事情。你现在所看到的一切,还没见识过真正意义上的变革呢!