用14nm把芯片做大,性能能否超7nm芯片?能是能,但你会买账吗?

原标题:用14nm把芯片做大 , 性能能否超7nm芯片?能是能 , 但你会买账吗?
最近看到有人问既然7nm被卡脖子了 , 那么可以不可以用14nm工艺去实现7nm工艺产品的性能呢?如果单纯只指性能的话 , 14nm工艺的产品当然可以实现7nm工艺产品的性能 , 这个事情实际上是有现成的例子的 。
譬如英特尔的10代酷睿处理器和AMDRyzen3000系列处理器 , 前者就是14nm工艺 , 后者就是7nm工艺 , 但是在单核心性能上面10代酷睿是可以超过AMDRyzen3000处理器的 , 所以如果光说性能的话 , 14nm工艺当然可以实现超越7nm工艺的情况 。

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不过对于处理器我们不能仅仅考虑性能 , 除了性能 , 我们还要考虑能耗和面积(成本) , 工艺提升的直接效果就是晶体管密度的提升 , 也就是说同样面积的芯片 , 7nm比14nm工艺的产品可以具有更多的晶体管 , 这种情况下自然会带来能耗的下降 。
而且相比之前 , 同样大小的晶圆可以切割更多的芯片 , 因此会带来成本的下降 , 当然这个是比较理想的情况 , 实际上随着工艺的提升 , 相关成本其实也是暴涨的 , 所以成本这一块不一定会越来越便宜 , 起码就目前而言7nm的成本是高于14nm的 。
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而且影响芯片性能的因素中 , 频率也是很重要的存在 , 而目前在频率上面表现最优秀的其实还是Intel的14nm工艺 , 采用该工艺的Intel处理器睿频可以高达5.3GHz , 而采用7nm工艺的AMD产品目前还没有突破5GHz , 所以如果你不考虑能耗的话 , 14nm又不是不能用 。
而且能耗高不一定会影响性能发挥 , 因为真正影响性能发挥的是热密度 , 而14nm芯片的热密度其实是小于7nm芯片的 , 所以就单位面积的发热量而言 , 14nm并不一定就比7nm差只要散热器性能过关 , 散热不是问题 , 反而是7nm的芯片因为积热更高 , 温度表现并不好 。

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当然上面是用桌面的X86处理器举例子 , 因为桌面处理器对于能耗那一块没有那么敏感 , 如果现在还是单核心时代的话 , 用14nm工艺堆一个超大核心 , 在性能上是完全可以超越7nm或者5nm工艺的产品 , 无非就是能耗大一些而已 , 但是现在已经是多核心时代了 , 14nm工艺在堆核方面存在巨大的能耗压力 , 所以进化到7nm等更先进工艺是很有必要了 。
那么如果是手机处理器的话 , 那14nm肯定不如7nm了 , 因为手机处理器对能耗是最敏感的 , 而且目前的手机处理器核心数量也不少 , 安卓这边旗舰的产品都是4大核+4小核的8核CPU设计 , 此外GPU部分也是集成在一起的 , 最新的麒麟9000和骁龙888使用5nm工艺都出现了能耗翻车的情况 , 如果是14nm工艺的情况下 , 还要有当前的性能的话 , 那个能耗应该是不敢想象了 , 谁用谁玩完 。

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在以前工艺的提升可以带来性能 , 能耗和成本三个方面的进步 , 但是随着越来越逼近狭义上的摩尔定律门限 , 我们发现这三个方面已经出现无法兼顾的事情了 , 譬如最近的5nm工艺上面 , 一些产品出现了性能不及预期的情况 , 而成本方面就更不用说了 。
当然这里只是简单说一下14nm和7nm的事情 , 实际上工艺与架构等设计也是有关系的 , 而且核心堆得太大本身就可能带来通信时延的变化 , 会影响到芯片的性能 , 所以能够使用先进的工艺还是使用先进的工艺吧 , 不要指望用28nm工艺去实现7nm工艺的事情 , 先进的工艺初期表现不好也没有关系 , 多打磨几次就是了 , Intel的14nm工艺能够达到当前的高度 , 那也是打磨了N年的结果 。