在自然的律动中探索芯片工艺制程新思维：从0.35微米到5纳米，芯片查询的旅程

随着科技的飞速发展，芯片工艺制程从最初的0.35微米逐步缩小至0.25微米，再到更精细的0.18微米、0.13微米、90nm、65nm、45nm和32nm，最终达到今天令人瞩目的14nm甚至是7nm。每当我们跨越一道技术屏障，大约需要将几何尺寸缩小十倍，同时功耗也得减少相应量才能实现新的突破。这一切背后，是苹果与台积电合作推出的5nm芯片仅用短短几个月时间就宣布实现，而这背后的问题则是，我们是否真的应该只关注纳米级别的制程？

人们似乎都被较小数字所吸引，在我们的认知中，7nm比10nm或14nm更为先进，但现实情况远比这个逻辑要复杂得多。

理论上说，许多因素都会在工艺制程上发挥作用。以7nm为例，更小的地图意味着每平方毫米有更多晶体管，这代表着更高密度、高时钟速度、高散热设计和功耗以及更低晶体管电压。

不过，即便看似相同的制程也有差异。台积电称之为10NM，对应于英特尔称之为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。

回顾过去，如英伟达推出Nvidia Turing，该芯片基于12NM制造。如果仅凭纳 米来衡量，它似乎不可能与大型Vega Radeon VII卡相抗衡。但事实证明，即使在晶体管尺寸、电压和密度方面存在不足，英伟达仍能提高IPC（指令并行性）的比率。架构对芯片成功起到了关键作用。在12NM波长范围内，英伟达获得了更好的性能，而AMD在7NM波长范围内拥有最高功率Navi芯片，这意味着想要超越英伟达GPU工程高级副总裁Jonah Alben，就相当困难。

现在，一旦英伟达宣布推出消费类GPU，与其它公司如AMD下一代大型Navi GPU进行比较就会很有趣。在这种情况下两家公司使用相同制造几何尺寸，但最终有一家的速度会快一些。这一切都取决于架构，使得栅极和芯片模块能够在给定的晶体管数量和总功率下运行得更加快速。

预计苹果将于2020年9月发布5NM A13，而高通Snapdragon 875预计将使用相同工艺，并于今年晚些时候（最有可能是在12月）发布。此外，由于禁令，华为可能会被排除在采用5NMchipsets外，但通常情况下华为是第一批寻求最小晶体管客户之一。

由于手机设计受限于功耗限制，使得苹果朝向最小几何尺寸发展。而iPhone中的TDP只是2W，比笔记本电脑上的TDP低很多，这也是为什么苹果、高通和华作为允许的情况下首先追求最小晶体管的一个原因之一——可以随着晶体管获得更多功率增加电池寿命，并且从几何学上讲，可以同样表面放置更多晶体管。

过去，由于功率TDP限制，被认为是ATI/AMD和Intel追求最早的小巧化设备，因为GPU消耗尽可能多的电量，以满足分辨率提升及帧速提升需求。此外，还因为AI机器学习工作负载需要处理大量数据且具有快速内部互连、大量带宽等优势而选择GPU进行处理。而CPU则不是这样，它们并不具备此类优势，只能通过改善其自身结构来提高效能或利用其他手段如FPGA(现场可编程序门阵列)或专用的ASIC(应用固化集成电路)解决方案来弥补这些不足，从而迎合不断变化的人口统计学需求，如人口增长、新兴市场扩张等因素影响下的全球经济环境变迁，以及技术革命导致信息爆炸等社会文化变革背景下的全球知识产权保护战略调整要求，因此不同企业针对不同的市场策略采取行动以确保自己的生存空间并争夺主导地位。

CPU与行业规格标准

代号Matisse AMD Ryzen 3000系列以7 NM 台积电子制造闻名，那么尽管该核心部分以12 NM制造，其重要组件即使不是由七奈米制造成，也几乎每个人都把它称作七奈米。我/O包括双通道DDR4内存、PCI Express gen 4.0 和集成南桥部分负责两个SATA 6 Gbps端口四个USB3.1gen2端口LPCIO（ISA）SPI（用于UEFI BIOS ROM）。

第二代Ryzen 3000XT将很快交付，将继续使用同样的七奈MI 制造过程A经确认，其代号Vermeer(Ryzen400) 将2021年推出，看起来目前还未明确计划日期但据传将再次使用同样的七奈MI 制造过程。

图片源自AMD官网

仅营销角度考虑所提到的工艺制程显示最新版本Intel Core i9-10900K处处领先，在游戏表现上尤其显著。但实际上，即便如此，有一定比例的人员不会意识到16核对于他们日常活动来说几乎没有意义，他们主要依赖单线程序执行任务，比如观看视频或者浏览网页。不过，如果你是一个渲染师或者正在进行大量数据分析，那么16核就变得非常重要了。

移动笔记本电脑领域

Intel首先达到10 nm，现在追求节能省电Lakefield, 很快就会出现第二代10 nm + Tiger Lake。

AMD利用移动产品达到7 nm 制程并於2021年宣布了一系列Ryzen3至9笔记本电脑解决方案覆盖10至54 W TPD市场。在大多数工作负载中，它仍然无法胜过Ice Lake.

AMD将继续改善，但是已证实的一些迹象显示Tiger Lake已经赢得了50多个设计奖项。

因此，不论如何，都不能忽视这一点：虽然7 nm 是一个看起来不错的数字，但它并不决定一切。当涉及到具体性能时，没有什么是不足够的时候，无论多少纳米都不足以为用户提供最佳解答，而且正如历史所示，每一次重大创新都是建立新基础设施的大事件，而非简单升级旧系统的事业，所以无论哪种方式展开讨论，都必须结合具体情境分析真实价值，以避免迷失方向。

当然，对那些真正理解计算机硬件运作原理的人来说，最终答案往往就在手边，只需思考一下“谁”才真正控制了这场游戏？毕竟，当我们谈论的是人力资源配置能力时，就像任何竞赛一样，不断地挑战自己成为唯一赢家。如果让这些人才聚焦他们擅长的事情，那么无疑就是“天助自助者”，这是人类智慧的一种美丽展示。不必急切去找那神秘不可测的地方去寻找答案，因为正是在你的眼前，你所需做的事情就是找到那个隐藏在你心底深处的问题然后勇敢地去回答它们。你准备好了吗？