介绍芯片时为什么都要介绍制程?制程到底是什么?14nm、10nm?

news/2024/11/17 8:49:57/

开始之前,先了解纳米究竟是什么意思。在数学上,纳米是0.000000001米,用标尺实际测量的话可以得知指甲的厚度约为0.0001米(0.1毫米),也就是说试着把一片指甲的侧面切成10万条线,每条线就约等同于1纳米。

骁龙 835 用上了更先进的 10nm 制程, 在集成了超过 30 亿个晶体管的情况下,体积比骁龙 820 还要小了 35%,整体功耗降低了 40%,性能却大涨 27%。深入来说,这几十纳米怎么计算出来的?我们从芯片的组成单位晶体管说起。

纳米制程是什么?

再回来探究纳米制程是什么,以14纳米为例,其制程是指在芯片中,线最小可以做到14纳米的尺寸,下图为传统晶体管的长相,以此作为例子。缩小晶体管的最主要目的就是为了要减少耗电量,然而要缩小哪个部分才能达到这个目的?左下图中的L就是我们期望缩小的部分。借助缩小闸极长度,电流可以用更短的路径从Drain端到Source端。

此外,计算机是以0和1作运算,要如何以晶体管满足这个目的呢?做法就是判断晶体管是否有电流流通。当在Gate端(绿色的方块)做电压供给,电流就会从Drain端到Source端,如果没有供给电压,电流就不会流动,这样就可以表示1和0。

缩小制程有什么好处?

缩减元器件之间的距离之后,晶体管之间的电容也会更低,从而提升它们的开关频率。那么,由于晶体管在切换电子信号时的动态功率消耗与电容成正比,因此,它们才可以在速度更快的同时,做到更加省电。另外,这些更小的晶体管只需要更低的导通电压,而动态功耗又与电压的平方成反比(这时能效也会随之提升)。

最后,推动半导体制造商向更小的工艺尺寸进发的最大动力,就是成本的降低。组件越小,同一片晶圆可切割出来的芯片就可以更多。即使更小的工艺需要更昂贵的设备,其投资成本也可以被更多的晶片所抵消。

知道纳米有多小之后,还要理解缩小制程的用意,缩小晶体管的最主要目的,就是可以在更小的芯片中塞入更多的晶体管,让芯片不会因技术提升而变得更大;其次,可以增加处理器的运算效率;再者,减少体积也可以降低耗电量;最后,芯片体积缩小后,更容易塞入移动设备中(比如手机),满足未来轻薄化的需求。

迈入10nm为什么那么难?

最后,则是为什么会有人说各大厂进入10纳米制程将面临相当严峻的挑战,主因是1颗原子的大小大约为0.1纳米,在10纳米的情况下,一条线只有不到100颗原子,在制作上相当困难,而且只要有一个原子的缺陷,像是在制作过程中有原子掉出或是有杂质,就会产生不知名的现象,影响产品的良率。


http://www.ppmy.cn/news/807185.html

相关文章

英特尔Alder Lake芯片很强大 但却难成苹果M1杀手

NEW 关注Tech逆向思维视频号 最新视频→【2021八大科技事件盘点】 出品|网易智能 1月6日消息,据外媒报道,美国芯片巨头英特尔在2022年CES上发布了新的H系列Alder Lake移动版处理器,声称其性能可与苹果M1相媲美,并对整个…

人才流失不断,苹果 M1 芯片首席设计师重回老东家——英特尔

早在 2020 年苹果发布首款自研芯片 M1时,苹果就曾表示,会用两年时间将Mac过渡为自己的Apple Silicon 处理器,逐步摆脱英特尔芯片的控制。然而就在两年期限即将到来之际,M1 芯片首席设计师——苹果 Mac 系统架构总监 Jeff Wilcox&a…

Apple M系列芯片时代即将来临

M2芯片七月开始供货 去年WWDC大会上,苹果发布说要从Intel芯片过渡到自研的apple silicon芯片。随后在2020年末的时候发布了搭载了M1芯片的MacBook Air、Mac Mini以及MacBook Pro以及2021年发布了搭载M1芯片的iMac。与此前采用的Intel芯片相比,M1芯片使得…

时隔 15 年,苹果的自研 ARM 芯片为何能取代 Intel 处理器?

作者 | 硬核云顶宫 责编 | 屠敏 封图 | CSDN 付费下载自东方 IC 出品 | CSDN(ID:CSDNnews) 从这个世纪开始,苹果凭借精湛的产品、优秀的软件,以及成熟的生态,俘获了数不胜数的用户和粉丝,成为了…

苹果 M1 芯片预示着 RISC-V 完全替代 ARM?

编者按:M1 芯片性能强劲的背后主要源自两个因素:第一,M1芯片使用了大量的解码器和乱序执行;第二,就是异构计算。本文着重讲解第二点。 作者 | Erik Engheim 已获作者翻译授权 译者 | 弯月 责编 | 张文 头图 | CSDN 下…

英特尔“狠捶”苹果M1芯片:地表最强这次被吊打了?

????????关注后回复 “进群” ,拉你进程序员交流群???????? 作者 | Andrew E. Freedman 译者 | 核子可乐 英特尔希望与苹果正面较量,证明自家处理器更加物有所值。 2020 年 11 月,苹果公司正式发布 M1 处理器。截至当年底&am…

m1芯片 服务器,M1芯片相当于什么水平 苹果M1芯片相当于英特尔什么芯片

苹果在2020年发布了自己研发的第一款ARM架构芯片M1,这款芯片已经在Macbook Air、MacbookPro13以及Macmini上使用,性能和续航都比英特尔版本有了很大提升,那么M1芯片的版本相当于英特尔的什么芯片,性能达到什么级别呢。 1、M1芯片参…

Intel 10nm十代酷睿发布:频率暴涨且苹果独享

10nm Ice Lake 主要针对超轻薄笔记本市场,规划了 9W Y 系列、15/28W U 系列,最高频率 4.1GHz,不过作为顶级的 28W U 系列,长期以来一直只有 i7-1068G7 这么一款型号,而且迟迟没有供货,任何产品上都看不到。…