小东西有大秘密 制程在手机处理器中的地位详解

2017-03-14 17:01:41 admin 百事科技
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作为一个文科生,鬼知道我为什么会选择和大家聊这个话题。但在魅族论坛逛,没点干货扯扯总觉得缺了点啥。思来想去,还是和大家聊聊手机处理器的那些事吧,毕竟在三星、高通旗舰处理器即将发布之际,多了解点相关知识才能更好的吹啊。

小东西有大秘密 制程在手机处理器中的地位详解
小东西有大秘密 制程在手机处理器中的地位详解

为此我做了不少功课,但别小看这小小的处理器,知识实在太多了,准备了那么多笔记却只是看到了点皮毛,所以当我讲的有错误大家要担待,假装没看到,毕竟我是百无一用的书生啊。

好了,言归正传,今天想和大家说的是手机处理器的制程,简单来说就是电路板中电路与电路之间的距离,往深了讲就是集成电路的精细度,目前已经发展到纳米级别。

缩小制程的意义

制程在手机处理器上可谓意义重大,并且随着科技的发展制程正在往越来越小的方向发展,这主要是因为人们对性能越来越强大芯片的需求,而因此扩大芯片体积显然是不被认可的,这会带来额外的成本,并让手机越来越大,不符合目前手机市场发展的趋向。为了能在更小的芯片中塞入更多的晶体管,减小制程是公认的好方法,随之而来的好处还有降低耗电量和制作成本、保证小体积芯片便于商用等等。而电子元件彼此之间的距离越小,我们在芯片中放置的东西就越多,同时同样晶体管数目的DIE面积会降低。

但因为纳米本身就极其微小,当处理器制程发展到现在即将进入个位数,在制作上则越来越困难,因为在只有不足100个原子的距离里,任何细微的操作都可能干扰原子,导致一些问题和良品率下降,这也是目前影响处理器制造商发展的瓶颈。了解到这个也就能理解高通10nm制程的芯片骁龙835、联发科Helio x30以及三星Exynos 8895在手机芯片市场中的重要地位了。

小东西有大秘密 制程在手机处理器中的地位详解
处理器制程演进

而反观手机处理器发展史,从制程变化能看到一个明显的发展轨迹,03年手机发展初期90nm到现在呼之欲出的10nm制程,短短十多年,手机性能却发生了铺天盖地的变化,这和处理器有着密不可分的关系,制程也功不可没,从中也可以窥视人类科技的发展。

制程数的确定

这里有人要问,为什么制程的数字是这些,而不是别的数字,比如有28nm,为什么没有29nm?

这其实是有一定规律的。根据早期国际半导体蓝图规划,由五个在相关领域较为发达的国家共同制定,约定下一代制程要在上一代基础上做到晶体管数量不变,芯片面积缩小一半。由这一关系可以算出前一代制程要比后一代大√2倍,所以能算出后一代大概数值。纵观整个处理器制程变化,除了少部分特殊的外,都遵循着这一规则。

以下我挑四个制程发展节点的代表,大家随意感受一二。

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