大家都知道在计算机的数字世界里只有“0”和“1”,所有指令、数据都是由“0”和“1”组合组成,晶体管的打开和关闭正好对应着“0”和“1”两种状态 。芯片为什么要做得那么小?大家都说7nm芯片比14nm芯片先进,5nm芯片比7nm芯片先进,这是什么情况,做得那么小不难吗?尺寸越小,当然越难了 。但不做小不行啊 。
要提高芯片的性能,我们需要给芯片的CPU加入更多的核心,而越先进的核心集成的晶体管数量也会越多 。据说华为麒麟990 5G SoC芯片集成了超过100亿个晶体管 。这么多的晶体管,不做小点能放得下吗?虽然芯片中的晶体管工作需要的电流极小,但那么多数量的晶体管加起来就有点多了哦 。晶体管的尺寸缩小后,它的导通电压就可以减少,需要的电流也会减少,这样就可以降低芯片的功耗了 。
目前计算机上用的CPU一般都用14nm生产,尺寸也会相对较大一些 。但手机用的SoC就不一样了,因为手机尺寸本来就相对较少,电池容量也相对有限,所以对功耗有着苛刻的要求,如果又想提升性能又想降低功耗,只能把芯片尽量往小去做了 。做小还有一个好处是降低成本,尺寸越小,同一块晶圆就可以生产出越多的芯片了 。目前华为、苹果、高通的等最先进的手机SoC都用上了7纳米的工艺,在2020年下半年估计就会出现5nm的芯片了 。
假如用回14纳米的芯片,影响有多大,会比7纳米的差多少?
14纳米制程的芯片,也就是三年前的手机水平,可能有很多人现在用的就是14或16纳米的手机,可能还是很流畅 。2014年,台积电、三星、格罗方德量产20纳米制程的芯片,而英特尔则开始量产14纳米芯片 。到了2015年,形势有所变化 。台积电开始量产16纳米芯片,三星与格罗方德开始量产14纳米芯片,英特尔没变化 。
同年,中芯国际开始量产28纳米制程的芯片 。这种形势一直持续到2017年,台积电、三星、格罗方德突破10纳米工艺并开始量产,而英特尔依旧是14纳米芯片 。英特尔突破10纳米工艺则是2019年,同一年中芯国际量产14纳米芯片,而台积电、格罗方德、三星、已量产7纳米 。从这个芯片制程突破节点来看,2017年之前的手机芯片都是14纳米、16纳米、20纳米和28纳米的水平 。
其中14纳米无疑是最高工艺的芯片,同时期的苹果手机用的还是16纳米工艺 。那么,装有14纳米芯片的手机是否还能用?答案是肯定的,可能不少人仍在使用苹果7和7plus,甚至有人还用6系列,而7系列用的A10处理器正是16纳米工艺 。到了苹果8和X系列,处理器则换成了10纳米的A11处理器,实事求是地讲,7系列与8系列在使用上的区别并不很大 。
对于要求不高的人来说,几乎没有什么影响,只要存储空间够大就行,唯一的区别可能是运行大游戏时会慢一些 。如果芯片制程突破没有这么快,可能现在大部分人都在用14或16纳米芯片的手机,周围生态也会围绕这14纳米来转 。再看华为手机,华为麒麟960处理器搭载的是16纳米芯片,像荣耀V9、Mate9系列、P10系列可能仍然有人在使用 。
2019年,华为发布的荣耀Play 4T手机中,搭载的就是由中芯国际代工的14纳米工艺的麒麟710A处理器 。单从使用角度来讲,搭载14纳米工艺芯片的手机完全可以使用 。与之相配的一些软件研发生态可能就得降维来使用 。同时,手机APP的更新速度也就会相应下降,但绝对不会影响使用 。14纳米芯片手机与7纳米的手机有哪些不同?制程越小,说明同样面积的芯片里集成的晶体管就越多,性能自然就更好 。
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