iPhone12的5nm制程工艺是什么?为何数字越小越好?
大家好 , 我是bonjour呼呼 , 苹果正式发布了iPhone12系列 , 而最令人瞩目的当然是这颗首次使用了5nm制程工艺的A14处理器 , 过几天的华为最新的Mate40系列使用的麒麟9000处理器 , 也同样是5nm的制程工艺 。
我知道很多小伙伴一说起处理器 , 总是会想到什么4核8核之类的 , 还有就是频率是3.0GHz , 5.0GHz等等参数 , 而对制程工艺这个词可能并没有那么了解 , 但其实这个数字极其重要 。
那么今天 , 我就来尽量用最通俗的语言以及使用比喻来解读一下 , 可能并不会特别精准 , 但目的主要是为了让大家能听懂 。
并且为了方便 , 我之后说到CPU或者处理器或者芯片 , 代表的都是一个意思 。 电脑的就是intel AMD什么的 , 手机的就是苹果骁龙麒麟之类的 。 其中电脑的芯片 , 大约火柴盒大小 , 手机的芯片 , 大约也就指甲盖的大小 , 外观上有点像一个薄薄的金属片 。
制程工艺详解首先这个制程工艺就是我们总看到的什么14nm , 10nm , 7nm , 到最新的5nm , 数字越小越好 。
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处理器上有非常非常多的晶体管 , 目前最新的能超过100亿个之多 , 每个晶体管其实本质上就是一个开关 , 开代表1 , 关代表0 , 靠着二进制的1和0来排列组合出各种各样的信息 , 这也是计算机运行的底层逻辑 。 因为开关它表达的内容仅仅是一种状态 , 就是开 , 或者关 , 所以并不存在程度的问题 。 所以其实开关的大小是无所谓的 。
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我们可以把芯片比喻成一个操场上 , 操场上站了很多的人 , 每个人代表一个晶体管 , 他们每个人需要做的只有一件事 , 就是做一个动作 , 站着代表1 , 躺在地上代表0 。 刚才说过 , 这个动作仅表示状态 , 并不考虑程度 。 所以并不存在高个子的1比小个子的1要厉害这种说法 。
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这个制成工艺就可以理解为这个人的身高或者是体积 , 制程工艺数字大 , 可以理解为操场上全是巨人 , 那么就只能放下比较少的人 , 制程工艺数字小 , 可以理解为操场上全是小人族 , 就能放下比较多的人 。 人数越多 , 就相当于晶体管数量越多 , 就能组合出更多的可能性 , 整个操场的计算效率也自然就会越高 。
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并且 , 由于体积小 , 小人族想要改变自己的状态 , 消耗的能量也会比巨人族要低很多 。
这就是为什么 , 制程工艺是越小越好 , 因为制成工艺的提升 , 不但能让性能提升 , 而且还能让能耗变低 。 所以可想而知提升制程工艺的好处有多大 。
为什么处理器不做大一些?我知道 , 这个时候可能会有人问 , 想要多的晶体管 , 为什么非要提升制程工艺 , 把芯片做大一些不是更简单吗?有的小伙伴还会想 , 对于手机来说 , 机身空间确实寸土寸金 , 可以理解 , 但为什么电脑 , 尤其是台式机 , 也不把CPU做得大一些呢?
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我感觉这里面有两个主要问题
1 , 从成本和良品率的角度来考量
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其实也并不是没有做得比较大的处理器 , 比如intel的X299平台和AMD的线程撕裂者平台 , 但是它们的成本都比较高 。
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