在大自然的律动中探索中国首台3纳米光刻机的革命性影响重新编织芯片工艺制程的未来

  • 天文图吧
  • 2024年12月15日
  • 在自然的律动中,我重新思考了芯片工艺制程的未来,特别是中国首台3纳米光刻机的革命性影响。在这个过程中,大约需要缩小十倍的几何尺寸及功耗,才能达到10nm甚至7nm。我注意到大家都专注于较小的数字,但真实情况比这一逻辑要复杂得多。理论上,许多因素都在工艺制程上发挥作用,比如更小的几何尺寸意味着每平方毫米有更多晶体管,更高密度、时钟设计和功耗以及更低电压。 我也看到台积电和英特尔命名法可能存在差别

在大自然的律动中探索中国首台3纳米光刻机的革命性影响重新编织芯片工艺制程的未来

在自然的律动中,我重新思考了芯片工艺制程的未来,特别是中国首台3纳米光刻机的革命性影响。在这个过程中,大约需要缩小十倍的几何尺寸及功耗,才能达到10nm甚至7nm。我注意到大家都专注于较小的数字,但真实情况比这一逻辑要复杂得多。理论上,许多因素都在工艺制程上发挥作用,比如更小的几何尺寸意味着每平方毫米有更多晶体管,更高密度、时钟设计和功耗以及更低电压。

我也看到台积电和英特尔命名法可能存在差别。例如,台积电所称的10nm对应于英特尔所称的是14nm。虽然看似相同但实际上存在差异,这让我意识到单纯依赖纳米级制程并不足够了解芯片性能。

此外,我注意到Nvidia Ampere现在是7纳米,而AMD Navi GPU同样使用了7纳米制造。这让人好奇哪一方会拥有更快速度。这一切将取决于架构,使得更好的栅极和芯片模块能够在给定的晶体管数量和总功率下运行工作负载。

预计苹果将推出5nm A13,而高通Snapdragon 875也将使用相同工艺制程。但华为由于禁令可能被排除在采用5nm芯片之外,这让我思考为什么手机设计受限于功耗而追求最小晶体管。

较小几何尺寸可以增加电池寿命,并且可以在同一表面上放置更多晶体管。我想到了过去,由于功率TDP限制,ATI/AMD和Nvidia都是最早追求最小晶体管公司,因为GPU需要处理大量数据并具有快速内部互连、快速内存和大量带宽。

我还注意到CPU与晶体管之间神话,比如代号为Matisse AMD Ryzen 3000系列以7nm制造闻名,但其I/O部分却以12nm制造。此外,一些营销策略也影响了人们对CPU性能评估的一般观念,即使16核对于大多数用户来说并没有显著提升游戏性能或其他任务执行效率。

移动笔记本电脑市场也是一个竞争激烈的地方,其中Intel Ice Lake已经达到了10nm,现在他们正在追求节能省电Lakefield,以及即将发布第二代10+ Tiger Lake。而AMD凭借其移动产品达到7nm制程,并宣布了一系列Ryzen 3至9笔记本电脑解决方案,但仍然无法胜过Ice Lake。AMD将继续改善,但是Intel Tiger Lake已经赢得了50多个设计奖项,并且它使用新的Willow Cove CPU内核,可以针对AI和当今工作负载进行优化。

最后,我认为当前竞争十分激烈,对业界而言是一个好现象。在合理的情况下,Intel似乎逐渐将目标指向追求更小节点,这一目标不仅起始于移动/笔记本电脑,也将扩展到服务器市场。此外,有关于Intel Rocket Lake-S是否采用新架构并仍在14nm制程传言,让人期待未来的发展。