工艺大时代 谈手机芯片工艺有什么影响

2015-01-15 13:01:34来源: 新浪手机
    在CES开幕之前,芯片巨头Inter就发布新一代计算平台,14nm芯片工艺的Broadwell以及首款64位手机芯片。“芯片工艺”这词,再 次进入人们眼帘。在早先PC盛行的时代,我们就时常听到英特尔今年又推出了多少纳米工艺的CPU,性能提升了很多,但功耗却比上一代降低了。而进入了移动 互联网时代,智能手机对性能的要求也越来越高,其核心就是CPU的性能,不过电池仍然是影响整体性能提升的一个瓶颈。

  目前手机CPU主流采用28nm(纳米)的工艺,不过,苹果在这一代A8处理器上采用了20nm的工艺,而且魅族MX4 Pro上也搭载了一枚20nm工艺的CPU,他们的一大特点就是功耗要降低很多,到底CPU的工艺能给手机带来哪些影响呢?

  工艺尺寸是什么

  28nm、20nm这几个参数,相信大家在近期手机相关产品发布时已经耳熟能详了,那么这些尺寸的意义何在?从专业的角度来说,这个尺寸是指工艺所能实 现的最小晶体管的沟道长度,相应的就是工艺中使用的光刻光波长长度,就目前技术而言10nm可以说已经是工艺的极限了,再小的话就要考虑遂穿效应和量子力 学方面的东西了。

  也许这么说不太好理解,再说的通俗一点。首先,我们都知道,一纳米等于十亿分之一米,电子元件之间的距离就是用纳米来计算。芯片工艺的纳米数越小,那么 在单位面积上所能集成的晶体管的数目越多。缩小微处理器电子元件距离将导致不同晶体管终端电流容量降低,这样就会提升他们的交换频率。每个晶体管在切换电 子信号时,其所消耗的动态功耗直接与电流容量相关,这样晶体管就变得运行速度快、且能耗小。

  总的来说,工艺尺寸不断缩小,其技术难度越来越大,但是一旦实现了,就芯片性能而言,无论从频率还是功耗上都能提升很多。尤其是在功耗方面,这对于手机和平板来说至关重要。

  芯片工艺提升的意义

  目前在手机终端中, 28nm的芯片仍为主流,几乎覆盖高中低价位的80%手机。不过,随着20nm技术成熟,产能的提升与厂家推广,相信在2015年,越来越多的手机将会搭 载20nm工艺的芯片。除了20nm这个数字在产品发布时可以作为手机厂家的一个宣传点外,更重要意义是芯片工艺的提升对性能的改善是巨大的。

  主流CPU工艺尺寸

  根据台积电公布的数据,20nm工艺将提供比现有28nm工艺快30%的速度,晶体管密度则可以提升1.9倍,能耗则降低25%。30%这个数字意味着现 有的移动SoC如骁龙、Tegra等运行频率将可以飙升到3GHz(目前骁龙805也不过是2.7GHz)。如果厂商愿意把新工艺带来的密度增益分配给 GPU,我们则可以轻易获得比苹果A7更加强大的图形性能。

  当然,能耗降低25%并不意味着你手机的续航时间可以提升25%,实际上CPU功耗只占掉手机总能耗的一小部分,而且在半导体工艺提升后,厂商们更愿意塞进一个相同功耗、性能更强的芯片,而不是相同性能、功耗更低的芯片。

  总结

  在目前,手机行业硬件竞争激烈,电池技术又停滞多年的情况下,大力发展手机芯片工艺无疑是移动终端硬件的一个重要发展方向。在有限的电量下,提升性能的同时还能降低功耗,无疑是两全的做法。此外,在一定程度上也有助于手机产品越来越轻薄。

关键字:手机  工艺

编辑:北极风 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/xfdz/2015/0115/article_39465.html
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