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为什么amd7nm打不过14nm

为什么amd7nm打不过14nm(为什么手机CPU制程发展如此之快(才几年就要发展到7nm了))

admin admin 发表于2022-09-13 23:53:34 浏览128 评论0

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为什么手机CPU制程发展如此之快(才几年就要发展到7nm了)

这两年,大家可能看到手机芯片的制程发展速度之快,已经明显超越了电脑CPU,比如之前骁龙855和麒麟980率先使用了业界最先进的7nm工艺,而当时主流电脑CPU还只是维持在14nm上,独显GPU也不过是在16nm节点;而今年麒麟1000系列更是要用到5nm工艺,而AMD的CPU不过才到7nm节点,为什么代表半导体发展速度的电脑芯片已经被手机芯片超越了呢?

手机芯片在制程上发展快,一方面是因为手机这类产品更需要半导体制程升级带来的红利,毕竟在同样的芯片规模下,工艺越先进,芯片体积越小,能耗越低,这样自然有利于提升手机的续航和效能,而反观电脑CPU,因为电脑本身对功耗和续航需求不那么迫切,所以制程工艺上落后一些问题不大。

此外,随着半导体工艺进步到10nm以后,技术已经进入相对的瓶颈期,芯片代工费用也是越来越贵,台积电仅仅是7nm的流片费用就高达上亿美元,而一块晶圆的尺寸是固定的,电脑CPU芯片面积较大,单颗芯片成本提升明显,而手机芯片的面积很小,分摊起来就相对轻松一些,加上手机每年的销量远远超过电脑类产品,所以手机芯片厂商自然更有底气使用最先进的工艺。-为什么amd7nm打不过14nm

近10年间英特尔的CPU真的没什么进步吗为什么几年前的I7和现在的没什么差距

CPU的进步,分两种:架构的改进,频率的提升。

过去几十年,架构的提升,从双发射,4发射,8发射,乱序执行,多线程,多核,分支预测… 缓存… 其实已经发展出多种需求形态,很难出现跨越性提升。芯片工艺的提升,更多核,比较容易实现。

频率的提升,基本上,也很难… 受限于功耗,受限于晶体管利用率等,片面设计高频率CPU,不一定有更快运行的效果。

其实,还有第三种,AI辅助运行,发展中。

本质上,你做哪些事情,需要更快的CPU?其实,很多专门的需求,已经有专门的解决方案~

为什么AMD用7nm工艺制作的cpu才追上intel的14nm工艺的CPU

可以说AMD这次依靠Zen2打了一次翻身仗,有架构和工艺两方面的原因,先看下图。在Single Thread单核性能上,Zen2较上一代提升21%,这其中约60%由IPC也就是架构本身的提升带来的,另有约40%则直接受益于7nm工艺带来的频率和其他各项提升。而在芯片间互联上,AMD使用最新的Infinity Fabric 2(IF2)。AMD将IF2跟Memory 的时钟切开,允许memory单独Overclock,另外IF2支持PCIe4.0,使得IF2整体效率提升27%。上一代Zen架构的 12/14 nm工艺,跟7nm相比差了两代。7nm晶体管密度翻倍,相同性能下功耗减半, 比Intel 10nm性能稍好。如下图,AMD认为自己通过率先进入7nm工艺,已经在性能功耗比上赶上并超过竞争对手。AMD甚至提到台积电7nm的性能比他们预想的还要好。而由于7nm工艺相比14nm明显的优势,使得AMD大胆地将原有架构进行革新。原来的Zen1芯片是麻雀虽小五脏俱全,每颗die上除了CPU core之外,还有两个memory controllers, 芯片互联Infinity Fabric ,和PCIe。而在Zen2上,AMD将这些IO相关,对工艺不够敏感的电路留在了14nm IO die上,而把对性能功耗要求高的CPU core,和部分Inifinity Fabric放入7nm die中,持续优化。这一点又和Intel的做法接近了。-为什么amd7nm打不过14nm

总结: AMD Zen2在架构上已经补强了多项短板,迫近了与Intel的距离;而在工艺上,台积电7nm工艺略好于Intel 10nm,保证了AMD目前在工艺上的微弱领先。 如果说Zen 2让AMD打了一场翻身仗,那么可以说合作伙伴台积电应该有一半的功劳。据悉,最新的Zen3架构将在台积电EUV 7nm+工艺上研发,届时晶体管密度和功耗将各提升20%和15%。新一轮大战即将开始,让我们拭目以待吧。-为什么amd7nm打不过14nm