芯片5nm和7nm有什么差别?CPU已经很小了,可以做大点吗?

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芯片工艺中的 7nm 和 5nm 这两个数值 , 代表的是芯片晶体管导电沟道的长度 , 业内称之为“晶体管的栅极宽度”。

栅极宽度是芯片电路中最窄的线条 , 通常情况下 , 栅极宽度的数值越小 , 晶体管的尺寸就越小 , 芯片单位面积所能容纳的晶体管就越多 , 芯片的性能会随着晶体管数量的增多而变强 , 功耗也会随着晶体管尺寸的缩小而变小。

所以从理论上来说 , 同一单位面积下 ,5nm 栅极宽度的芯片比 7nm 栅极宽度的芯片性能更强 , 功耗更低。

按照芯片制造工艺的技术角度来看 ,5nm 制程工艺已经很接近极限了 , 但所谓的纳米级芯片制造工艺的数值 , 并不能真正的代表栅极宽度的数值。

拿台积电的 7nm 工艺为例 ,N7、N7+、N7P 这些 , 所对应的晶体管密度是存在差距的 ,N7 和 N7P 的密度为 96.5MTr, 而 N7+ 的密度为 113.9MTr, 同为 7nm 工艺 ,N7+ 工艺下的芯片性能就会更强一些。

芯片所说的 5nm 和 7nm 这些 , 在当下只能算是一个名称 , 各芯片代工商对于芯片工艺的衡量标准不同 , 所以芯片的性能还是要以芯片的密度为参考标准更准确一些。

至于 5nm 芯片和 7nm 芯片的差别在哪里 , 除了工艺的技术难度不同 , 感知最强的差别就是性能了 , 拿 5nm 工艺的苹果 A14 和 7nm 工艺的苹果 A13 为例 ,A14 有 118 亿个晶体管 ,A13 有 85 亿个晶体管 ,A14 相较于 A13,CPU 性能增幅大概 16%,GPU 性能增幅大概 8.3。

虽说 A14 相较于 A13 的整体性能提升不大 , 但上文也说了 ,5nm 工艺现在已经很接近极限了 ,A14 芯片增加了 5G 基带的使用 , 对于芯片体积和兼容度要求大大提高 ,CPU 和 GPU 能够提升到如此已经很难得了。

二个问题 :CPU 已经很小了 , 可以做大点吗 ?

智能手机是一种很精密的数码产品 , 内部空间可以说得上是“寸土寸金”, 如果芯片的性能不再依靠工艺的突破而提升 , 而是依靠增大体积来增加性能 , 那手机内部可用的空间将会随之变小 , 无法容下更多的元器件 , 也就意味着手机的一些功能会随之丢失 , 这是智能手机该有的发展趋势吗 ? 显然不是。

CPU 作为芯片的重要组成部分 , 理论上来说 , 增大体积是可以增加晶体管数量的 , 性能也会随着芯片体积的增大而变强 , 试想一下 , 芯片制程工艺停滞不前 , 芯片性能全靠增大芯片体积来实现 , 未来的智能手机会不会变成“大哥大”那样尺寸的数码产品呢 ? 这显然不是拥有“便携属性”的智能手机该有的样子。

所以 , 提升芯片的性能 , 可以通过提升芯片的尺寸来达成 , 但对于手机的发展、芯片的发展 , 乃至科技的发展 , 都是一个背道而驰的解决方案。

原文链接:https://blog.csdn.net/fuli911/article/details/116420871

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追风者
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