|手机芯片的7nm和12nm会有什么区别?

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今年5纳注的芯片还没有上市 , 因此 , 小编就从7纳米与12纳米的芯片进行对比 , 当然5纳米芯片肯定比7纳米要好点 。
首先手机芯片的工艺制程越先进 , 芯片的性能将会越强 , 功耗反而越低 。

  • 芯片工艺制程的提升 , 意味着同样面积可容纳晶体管的数量越多 , 计算性能越强;
  • 芯片工艺制程越低 , 电流穿过时的损耗、发热量也就余地 , 功耗响应会降低很多 。
了解晶体管的工作方式之后 , 您将会有一个更加清晰的认识 。

晶体管工作的基本方式
晶体管工作的结构示意图如下:
电流从Source(源极)通过Gate(栅极)最终流入 Drain(漏级) , 这里的Gate有点类似我们的闸门 , 负责电流从源极至漏级 。 电流的经过存在损耗 , 并且会带来一定的发热量 。 那么 , 栅极规格的大小和工艺将直接决定了晶体管的大小 。 栅极的宽度也就是我们常说的工艺制程 , 工艺制程越小 , 晶体管的体积也就越小 , 电流通过栅极的损耗以及发热量也就越小 。
7nm与12nm差异的理论基础大家已经清楚 , 那么 , 实际的芯片上究竟会存在多大的差异呢?

7nm和12nm的芯片差异
以华为麒麟980、麒麟960两款芯片为例 , 分别使用7nm和12nm的工艺制程 。
  • 麒麟980使用2个超大核A76(2.6GHz)+2个A76(1.92GHz)大核+ 4个A55(1.8GHz)共八核设计 , 晶体管的数量为69亿;
  • 麒麟960使用使用4个大核A73(2.4GHz)+4个小核A53(1.8GHz)共八核设计 , 晶体管的数量为30亿 。
可以看到麒麟980的频率远高于麒麟960 , 一起来看看两者跑分的差距吧!
麒麟980安兔兔测试的跑分普遍在30万左右 , 麒麟960安兔兔的跑分在16万分左右 , 两者相差将近一倍 。
至于功耗问题 , 麒麟960发热量较大 , 华为Mate 9 Pro这款机型体验的就更加明显 。
当前具备生产7nm工艺制程的厂家仅为台积电、三星两个厂家 。 可见华为一旦失去台积电的支持 , 将会面临较大的困境 。 好在国内以中芯国际为代表的芯片厂商 , 正在积极努力的同AMSL公司处购买更加先进的光刻机设备 , 用于提升我国芯片产业落后的现状 。

这两款芯片在一般场景下运行手机应用时 , 不会有很明显的区别 , 除非在处理多应用、多任务的时候才能察觉到差异或是用跑分软件才能测试出来 。 芯片最主要的功能就是数据运算 , 靠电路控制器来执行应用的指令 。

对于电流来讲 , 运算时多跑几纳米几乎没什么影响 。 7纳米和12纳米的主频相差0.4GHZ如果是执行特大指令的运算 , 制程短的芯片就可以发挥它的优势 , 更容易上高频缓存优化 , 速度的提升明显体现出来 。

7纳米相对于12纳米的工艺 , 在动、静态功耗控制方面要好 。 一般半导体沟道业界的标准是1~5纳米为节点 , 7纳米芯片的沟道尺寸就相当于两个原子 , 非常接近这个标准 , 沟道尺寸越小电压阀值就越小 , 电子器件在运算的时候电压更低 , 运行应用的时候降低功耗 , 用户最大的体验效果是更加省电 。

对于性能更好的芯片 , 运行应用的时候热量更大 , 因为里面晶体管也要多 , 当电流通过时 , 这些晶体管在内部会翻转大约3.22亿次 , 所以产生的热量也要大 。 但7纳米芯片采用了新型的互补式半导体晶体管 , 排列的方式是3D的结构 , 工作的时候减少运动频率 , 产生的热量就没那么大 , 再加上有的还会用石墨烯散热材料 , 7纳米的散热比12纳米的还要好 。 7纳米和12纳米在手机应用上 , 性能、功耗、散热方面还是存在一定的差距 , 毕竟新款处理器采用的是新工艺、新材料 。
【|手机芯片的7nm和12nm会有什么区别?】手机芯片工艺制程升级所带来性能提升 , 功耗下降的事情 , 您怎么看?欢迎在评论区留言 。


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