7nm和12nm的芯片,在手機應用上有多大區別?

ABc戀家


這兩款芯片在一般場景下運行手機應用時,不會有很明顯的區別,除非在處理多應用、多任務的時候才能察覺到差異或是用跑分軟件才能測試出來。

芯片工藝製程決定了運算大型數據的速度,體現了運算性能

芯片最主要的功能就是數據運算,靠電路控制器來執行應用的指令,對於電流來講,運算時多跑幾納米幾乎沒什麼影響。7納米和12納米的主頻相差0.4GHZ如果是執行特大指令的運算,製程短的芯片就可以發揮它的優勢,更容易上高頻緩存優化,速度的提升明顯體現出來了。



7納米芯片溝道尺寸更小,手機應用上功耗更低

7納米相對於12納米的工藝,在動、靜態功耗控制方面要好。一般半導體溝道業界的標準是1~5納米為節點,7納米芯片的溝道尺寸就相當於兩個原子,非常接近這個標準,溝道尺寸越小電壓閥值就越小,電子器件在運算的時候電壓更低,運行應用的時候降低功耗,用戶最大的體驗效果是更加省電。


7納米採用了新型晶體管和結構,散熱效果比12納米還要好

對於性能更好的芯片,運行應用的時候熱量更大,因為裡面晶體管也要多,當電流通過時,這些晶體管在內部會翻轉大約3.22億次,所以產生的熱量也要大。但7納米芯片採用了新型的互補式半導體晶體管,排列的方式是3D的結構,工作的時候減少運動頻率,產生的熱量就沒那麼大,再加上有的還會用石墨烯散熱材料,7納米的散熱比12納米的還要好。



7納米和12納米在手機應用上,性能、功耗、散熱方面還是存在一定的差距,畢竟新款處理器採用的是新工藝、新材料。


星河方舟


CPU架構相同的情況下,7nm和12nm的工藝製程帶來的差別主要是功耗和發熱,採用7nm工藝製程的芯片功耗和發熱肯定大大小於12nm的,畢竟都差兩代了。

如果CPU架構不同,那麼7nm和12nm工藝製程帶來的差別就是芯片性能的鴻溝。道理很簡單,7nm工藝製程可以讓晶體管尺寸更小,而更小的晶體管尺寸就意味著,同樣的芯片面積下,可以容納更多的晶體管。晶體管數量多了,芯片可以實現的功能就多(可以增加緩存容量,或者添加新的功能芯片),性能也跟著上一個臺階。

這麼說有點抽象,我舉麒麟970和960來分析。

麒麟970的架構和麒麟960的CPU架構(GPU不同,圖表有錯)相同,區別在於工藝製程的差別,970採用10nm,比960的16nm先進三代(中間隔著12nm、14nm),結果性能方面,970相對於960的單核性能提升11.1%,多核提升4.8%。其中,單核性能提升最能體現先進工藝製程的好處,多核性能提升不明顯,個人猜測是海思多核優化設計經驗不夠純熟。

但最能體現工藝製程連跳三級給麒麟970帶來好處的,還是NPU芯片的加入,因為CPU縮小面積後,空出的空間給了NPU,使麒麟芯片也可以像蘋果A11芯片那樣,擁有神經引擎芯片,為手機增加了一個重要賣點。

你看,工藝製程的牌打好了,同樣架構可以搞出兩代旗艦芯片,你說7nm和12nm區別大不大?


魔鐵的世界


半導體行業看似乎離我們很遠,比如FinEFT是什麼鬼,EUV又是什麼黑科技,讓人云裡霧裡。其實半導體離我們很近,前面說的FinEFT和EUV是為了完善工藝製程做的付出。手機處理器不同於電腦處理器,畢竟手機留給它的空間有限,所以對處理器的性能表現、功耗、扇熱效率就有了一定的要求。

而題主所說的7nm和12nm是工藝製程,換句話說就是處理器的蝕刻尺寸,就是我們八一個單位的電晶體刻在多大尺寸的一塊芯片上。蝕刻尺寸越小,相同大小的處理器中擁有的計算單元就越多,性能也越強。這就是廠商為什麼在發佈會上會強調處理器的工藝製程額原因。

而不同廠商的7nm和12nm工藝還是有差別的。關於各家工藝的的對照表:Intel和代工廠的工藝,如果從微縮程度(密度)和性能,關鍵技術視角看過去,對照情況完全不一樣。從密度上說:臺積電和三星的7nm 的確和Intel的10nm是同一個節點,對應的代工廠的10nm、8nm和Intel的14nm是一個節點,代工廠的12nm、14nm、16nm、20nm 差不多是Intel 的20nm節點,高於22nm一點。

如果考慮關鍵技術的話,臺積電、三星在Intel的10nm節點並沒有做太多改進,單純的縮了下。Intel具體用了鈷還有個啥的技術,三星已知的是要在5LPE之後才會引入,臺積電估計5nm也沒有吧,5nm提升太低了。 反正沒有這些關鍵技術的話,即便尺寸縮了,性能也上不去。

說了這麼多,處理器的製程真的真的這麼重要?以蘋果為例,一直選擇三星作為蘋果A系列芯片處理器代工廠的在iPhone 7系列的時候選擇了臺積電的16nm工藝,而拋棄了三星的14nm工藝技術,原因就是在16/14nm製程上臺積電的工藝要比三星更加成熟。

對於同一家代工廠的不同工藝製程而言,處理器頻率越高,所產生的熱量也會跟著提高,而更先進的蝕刻技術的另一個優點就是能夠減少晶體管之間的電阻,讓CPU所需電壓降低,使得驅動他們運作的功率也跟著減小。所以每一代的新品不僅是性能的替身,更有功耗和發熱量的降低。


科技二向博


感謝您的閱讀!

差別有多大呢?這裡我提到三款處理器,就能感覺到兩者的差異(麒麟710和麒麟980處理器的差異)。

麒麟710:12nm FinFET;4個A73大核(2.2GHz)+ 4個A53(1.7GHz)共八核設計;GPU為Mali-G51。

麒麟810:7nm FinFET;2個A76大核+6個A55共八核設計;GPU為Mali-G52。

麒麟980:7nm FinFET;2個A76大核(2.6GHz)+2個A76大核+ 4個A55共八核設計;GPU為Mali-G76。

我們先不慌看三者的差異,我們先說到底這個數字代表的是什麼意思呢?這些數字實際上是蝕刻尺度,說的透徹一點就是,將一個單位的電晶體刻在多大尺寸的一塊芯片上。而這個數字越小,代表在相同大小的處理器中,我們可以使用的空間越大,其中的計算單元數越多。

我們一直強調一個問題,手機CPU的主頻率,為什麼處理器的主頻不會做到10GHZ呢?因為,頻率越高,你運行的時候,產生的熱量就越大,而且你所耗的電量也就越大,而製程越先進,就能更好的降低功耗,降低CPU需要的電壓,而且驅動它們的功率也隨之減低。

我們在說到三顆處理器,相同的7nm工藝,麒麟980比麒麟810的功耗肯定大,因為麒麟980的主頻率和大核心性能強,功耗大;而在麒麟810和麒麟710之間,雖然麒麟710的CPU性能不及麒麟810,可是12nm工藝,也影響它的功耗體現。

所以,12nm和7nm在不同的手機上,因為會折射它們的性能,7nm一定在CPU性能上更優秀,而12nm卻只能略輸一籌,可能在功耗上類似,卻在性能上7nm更強,處理手機的應用更迅速。


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手機芯片的工藝製程越先進,芯片的性能將會越強,功耗反而越低。

  • 芯片工藝製程的提升,意味著同樣面積可容納集體管的數量越多,計算性能越強;

  • 芯片工藝製程越低,電流穿過時的損耗、發熱量也就餘地,功耗響應會降低很多。

瞭解晶體管的工作方式之後,您將會有一個更加清晰的認識。


晶體管工作的基本方式

集體管工作的結構示意圖如下:

電流從Source(源極)通過Gate(柵極)最終流入 Drain(漏級),這裡的Gate有點類似我們的閘門,負責電流從源極至漏級。電流的經過存在損耗,並且會帶來一定的發熱量。那麼,柵極規格的大小和工藝將直接決定了晶體管的大小。柵極的寬度也就是我們常說的工藝製程,工藝製程越小,晶體管的體積也就越小,電流通過柵極的損耗以及發熱量也就越小。

7nm與12nm差異的理論基礎大家已經清楚,那麼,實際的芯片上究竟會存在多大的差異呢?


7nm和12nm的芯片差異

這裡以華為麒麟980、麒麟960兩款芯片為例,分別使用7nm和12nm的工藝製程。

  • 麒麟980使用2個超大核A76(2.6GHz)+2個A76(1.92GHz)大核+ 4個A55(1.8GHz)共八核設計,晶體管的數量為69億;

  • 麒麟960使用使用4個大核A73(2.4GHz)+4個小核A53(1.8GHz)共八核設計,晶體管的數量為30億。

可以看到麒麟980的頻率遠高於麒麟960,一起來看看兩者跑分的差距吧!

麒麟980安兔兔測試的跑分普遍在30萬左右,麒麟960安兔兔的跑分在16萬分左右,兩者相差將近一倍。至於功耗問題,麒麟960發熱量較大,華為Mate 9 Pro這款機型體驗的就更加明顯。

當前具備生產7nm工藝製程的廠家僅為臺積電、三星。可見華為一旦失去臺積電的支持,將會面臨較大的困境。好在國內以中芯國際為代表的芯片廠商,正在積極努力的同AMSL公司處購買更加先進的光刻機設備,用於提升我國芯片產業落後的現狀。


手機芯片工藝製程升級所帶來性能提升,功耗下降的事情,您怎麼看?

歡迎大家留言討論,喜歡的點點關注。



極客談科技


7nm和12nm指的是晶體管間的距離。在同等cpu面積下,距離越小,能夠擺放的晶體管數量也就越多。那麼,對於運算速度而言,晶體管越多,運算速度提高的可能性也就越大。

但是,不管是對於手機還是pc,這些並不是剛性約束。核心數量與底層優化更有意義。不是有句話叫“一核工作,九核圍觀”嗎?其實就是因為優化問題導致核心不能同時工作。

對於目前手機發展而言,底層系統到上層系統OS的優化才是重中之重。


Evolbrain啟示錄


我是不正經的紙鳶,喜歡回答關於手機方面的問題。

越先進的製程工藝,晶體管密度越大,核心面積越小,功耗和發熱等性能更加優異。

相信大家經常看到手機處理器上的芯片的7nm和12nm等等名詞,其實是手機芯片的不同工藝製程的區分,在一般情況下,數字越低則表示手機芯片越好!一般情況下,手機芯片數字越低,則表明手機功耗越低,性能越強。更先進的工藝製程,好處還是非常明顯的。

手機芯片工藝製程一直在演變,20nm、16nm、14nm、12nm、7nm等等,每一代芯片製程工藝的升級,都在意味著手機發熱低,功耗少,消費者體驗更佳!而12nm和7nm日常使用沒有感受到明顯的差別,但是在手機遊戲,和高溫等特定環境下就能感受到!

個人建議: 在挑選手機的朋友,在預算充足情況下建議購買手機芯片工藝更佳的手機型號,剛用雖然沒有大差別,但是用的久了就能明顯的感覺到裡面的差異!


不正經的紙鳶


為了方便大家理解,我舉一個例子吧。

你給宿舍的兄弟們帶飯,你們宿舍有八個人,但是你一個人能力有限,帶不了那麼多,每人一屜小籠包,你只能帶四個人的,因為你自己還要買東西。

這裡你就相當於一個系統,手機系統或者電腦系統。你的兄弟相當於一個個的應用,你的帶飯能力相當於手機或電腦的運算能力,小籠包相當於12nm

後來你到了食堂發現有賣士力架的,每人三個士力架就飽了,而且士力架不佔地方,你帶的可以更多了,你現在可以給七個人帶飯了,所以第一你不用拿那麼多東西,第二你帶飯的人更多了,效率也上來了。

這裡士力架相當於7nm


上海熱線國際


大和小的區別


清蒸螞蟻腰


非常大的吧 同樣的功能 功耗是完全不一樣的 體積也越小;同意的體積 採用不同工藝 功能會更多。 現在的手機集成度高於電腦


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