假如用回14納米的晶片,影響有多大,會比7納米的差多少?

2020-12-22 儂本無形

假如用回14納米的晶片,影響有多大,會比7納米的差多少?

華為被斷供,如果要買華為,可能未來一段時間就只能用14nm的。

影響還是比較大的,14nm到12nm到10nm再到7nm,實際上已經隔了幾代了。但存貨用完了就沒有了。又買不到光刻機,不可能不做業務了吧,業務還得做,但肯定差距和影響是很大的。華為所能做的就是縮小這種差距和影響。

比如同樣是蘋果手機,不少人仍在使用蘋果7和7plus,甚至有人還用6系列,而7系列用的A10處理器正是16納米工藝。到了蘋果8和X系列,處理器則換成了10納米的A11處理器,實事求是地講,7系列與8系列在使用上的區別並不很大。

來看一個14nm對比7nm晶片最典型的例子,就是驍龍821和驍龍855,中間還隔了第一代10nm、第二代10nm的驍龍835、845,現在驍龍821的機型基本很少人在用了,855旗艦機還有很多用戶在用,因為性能依舊強大,功耗低,運行主流大型遊戲也很流暢。

但是不同廠商的技術,不同製程相比就不那麼明顯。因每個廠家的實現原理不一樣並且是不對外授權和開放的,因此就算是相同製程性能差距也會比較明顯,而功耗方面還會因工藝技術不同而不同,比如相同製程的晶片,臺積電比三星的功耗低一些,甚至性能也會提升不少。

華為海思的麒麟980/990手機SoC是用7nm工藝設計和生產的,麒麟710手機SoC用的是12nm的製程。麒麟710的安安兔跑分大約為13萬,但麒麟990的安安兔跑分達到了44萬。由此可見,相同廠商,不同代數的製程工藝性能差別有多大。

再來看一個例子,Intel 14nm晶片電晶體的柵極寬度為24nm,而AMD晶片的柵極寬度為22 nm,柵高也相當相似。因為各自的技術原理不同,導致INTEL的14nm在性能上和AMD的7nm性能相當。所以如果不談背後的製程原理,單單談製程工藝是不科學的。

就算是臺積電的7nm工藝也是經過幾代改進而來的,初代的7nm實際和intel的14nm相當。後來。臺積電經過幾代的技術改良,雖然乍一看兩者並沒有太大不同,但仔細一瞧,臺積電的節點仍然比英特爾的密度要大得多,畢竟名義上領先一代。

在臺積電的對外宣傳中,7nm製程工藝有三個版本,一種是初代7nm,由DUV(深紫外)光刻機製造,俗稱N7,改良自10nm,第二種是N7的升級版,仍使用DUV光刻機,俗稱N7P,第三種是真正的7nm,首次引入EUV(極紫外)光刻機製造,即N7+。

而華為手機7nm已經斷供,未來很大可能要使用中芯國際的晶片。中芯國際目前也可以量產14NM晶片,但7NM晶片工藝的突破仍需要一些時間。難突破的主要原因就是受限於光刻機。雖然中芯國際短時間內難以突破到7nm製程工藝,但是可以在一兩年內實現12nm製程工藝量產!

沒有EUV光刻機加持的7nm都是10nm的各種馬甲改良版,原因很簡單,ASML最先進的DUV光刻機TWINSCAN NXT:2000i的解析度,最高只能到38nm。所以,別看著7nm就覺得很先進很嚇人,還要看是什麼光刻機製造的。

英特爾的14nm和臺積電的第一代7nm差距微乎其微。真正讓臺積電拉開與英特爾工藝製程差距的,是EUV光刻機製造的7nm。英特爾14nm工藝的電晶體密度大約是0.373億個/平方毫米,10nm工藝的則增加了1.7倍,達到1.008億個/平方毫米,與臺積電EUV 7nm(第三代7nm工藝)的相當。

中芯國際的技術人才班底來自臺積電,梁孟松有過臺積電、三星任職經歷,所以「N+1」也就是14nm+,工藝製程應該略高於臺積電的16nm,顯然和英特爾的14nm是完全不能比的,畢竟英特爾的14nm相比臺積電的第一代7nm,差距都不算大。

所以可以得出結論,就硬體而言,中芯國際的14nm+就是介於臺積電的14nm到16nm的先進程度這個等級。大概相當於三星的10nm. 還有其它的因素,CPU的設計水準,緩存機制,設計的平臺代數,以及平臺的自我改進,都能影響到CPU的運算先進邏輯。

改良的指令集類型,如果是通用的指令集,那沒有差異化,因為硬體存在了差距,指令集也要進行優化,並且不能公開授權,要保持領先優勢,用指令集的邏輯效率的先進來較少硬體性能的差距。

還有不同的作業系統,對性能和用戶體驗甚至完全不一樣,比如同樣的硬體,運行安卓系統卡的不要不要的,但是運行蘋果系統卻如行雲流水。此前安卓普遍配置都是4G以上的內存的時代,人家蘋果才0.5G內存,不是一樣碾壓安卓一眾。

華為還有即將橫空出世的鴻蒙系統加持,鴻蒙系統採用比安卓先進得多得微內核,文件系統,和直通的方舟編譯器,是運行速度大大提高,同時避免了安卓的卡機,發熱,和碎片化。

這樣一來,雖然硬體製程14nm+上是比不上7nm,但CPU設計的優化,指令集的改良,作業系統的優良血統,可以大大縮小和其它廠家7nm的差距。假以時日,華為和國內合力打造的自主晶片製造技術成熟量產,追上並趕超他們也是完全可以的。

日常的應用不會感受到太大區別,除了運行非常大型的遊戲。希望華為和中國趕超的日子不會讓我們等太久。

加油中國!加油華為!

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