可以通过增加芯片面积放更多元件提升性能吗?

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首先要了解到底是什么决定了芯片的性能。

在解答这个问题之前,我们首先要了解一款芯片的构造,其实一款芯片从最底层上来说都是由一个个晶体管构成,每个晶体管其实就是一个电路开关,只有“OPEN”和“OFF”两种状态,对应的就是机器语言中的0和1(与非门),如果大家有一定编程基础的话这就很像是编程语言中IF和else的作用,而芯片之所以能够具备计算能力其实就是源自与此。

那么晶体管和性能之间到底有什么关系呢?

我们可以来做一个形象的比喻,假设说我们把一块芯片看做是富士康,那么所处理的数据就可以看做是一台台的苹果手机,而晶体管其实就是富士康中流水线上的工人,那么在分配合理,设备完善的前提下,工人的数量越多其苹果手机的产量当然就会越高了(所以每年在苹果新机发售之前富士康都会大量的招工),反应到芯片上面就是单位时间处理的数据会更多而且也更快。

所以说晶体管数量和芯片的性能是呈正相关的关系或者说是呈决定性的关系的,而芯片厂商提升制程工艺的本质就是为了在相同的面积下放入更多的晶体管。

再往深一层次上来讲,晶体管数量越多,其同一时刻所能处理的数据就越多;晶体管体积越小其内阻就越低,功耗就越低;晶体管离得越近电容就会越低,信息传递的速度就越快,处理的频率就会越高。所以说,一款芯片的晶体管数量,体积以及间距就是决定整个芯片性能最重要的三剑客。


苹果A系列处理器性能强悍就和芯片面积有很大关系

根据国外知名拆机机构Techinsights的数据来看,苹果最新的A13处理器的IC封装面积达到了惊人的98.31平方毫米,比上一代苹果A12处理器提高了18.27%。

作为参考,同时期同样没有内置基带的骁龙865处理器则只有72平方毫米(麒麟990由于内置5G基带所以面积较大,达到了113.31平方毫米)可以看到A13处理器在面积上是远高于高通骁龙865的。那么在制程接近的情况下,A13的面积越大就可以容纳更多的晶体管,所以在性能方面苹果A13当然要强于骁龙的865,实际表现也确实如此。

那么芯片面积是不是越大越好呢?当然不是

英特尔历代处理器晶体管数量变化情况

芯片的面积越大虽然可以容纳更多的晶体管,理论上可以提升数据的处理器能力,但是也同样会因为面积过大而导致晶体管之间距离过长从而导致信息处理延迟的问题(AMD一代Ryzen系列处理器就存在这个问题,核心够多但是延迟较高,综合使用体验也并不理想),所以芯片厂商在进行IC设计的时候都不会单纯的以增加晶体管的数量来达到提升性能的目的。

并且芯片面积做大的太大,对于外置容器以及生产方面都会造成比较大的影响,因为容纳芯片的外部空间的面积就那么大,如果芯片做的特别大你让其他元器件如何排列呢?而且不光如此,这还牵扯到在切割圆晶时的一些材料利用率的问题(芯片做的越大,圆晶的消耗量就越大,成本会大幅提升)。

所以总的来说,目前业界最好的解决方案就是通过提升芯片的制程工艺,让芯片在保持体积基本不变的前提下通过减少晶体管的面积来增加晶体管数量,进而减少晶体管之间的距离,从而提升整体的性能,单纯的提高芯片的面积是不太明智的做法。


end 希望可以帮到你

小伊评科技


答案是能!

一、芯片的性能一定程度上由晶体管的多少决定的

我们知道在计算要运算中主要是0、1这些,通过晶体管的开、关两种状态来对应的。所以晶体管的数量越多,那么能同时计算的东西就越多,理论上计算能力就越强,也就是性能越强。

所以芯片强不强,首先要看晶体管究竟多不多,这也是为什么华为发布芯片时,会说自己有多少晶体管的原因之一,因为晶体管多,就一定程度上代表芯片强了。

二、芯片面积大小,由晶体管决定,也由制造工艺决定

前面已经讲过了,芯片最终看晶体管有多少,而晶体管的大小基本是不变的,那么晶体管越多,自然性能也就越强,如果同样的工艺下,要想塞进去更多的晶体管,自然面积就会变大。

所以结论是,通过增加芯片面积,来塞入更多的晶体管,是能够带来芯片性能的提升的。

但另外一方面,面积增加,原材料的使用就变多了,成本就增加了,所以就要提高芯片制造工艺,制造工艺提升之后,这样同样面积,能够塞进去的晶体管就变多了,性能自然也就变强了。


互联网乱侃秀


工艺的提升何止挺升性能并且降低消耗发热条件!

每提升一点工艺,意味着同等消耗电量,增加多一个核心运算深圳多个!核心是以倍数来计算!

原本单核心是8*8*8为一核心完成一个逻辑计算,在加上运算符控制部份,仿真语法部份,转码模块部为总数为2万*2万*2万*(8*8*8)这是一个单核内部总线路有那么多,一共2多个晶体管!预留扩展增加为100条线路通讯,扩展部份又叫万能空间,我们所有编程语言,芯片引脚控制都来自于扩展部份停供,内核是无法控制,内核控制如果别人开放权限的话可以直接使用物理编程,不需要任何编程软件!

那么增加一个核心就要增加一倍的数量,原本单个核心2万个晶体管扩展那些可以无限增加,现在就必须用到4万个晶体通用扩展不变!那么3核就是8万,4核16万,类推下去!你们以为只有8万,16万,那为什么会有上亿颗十亿核呢?这个主要是扩展部份,扩展部份要多少有多少,所以拥有上亿颗,因为是万能的所以是可以编辑,内核是不可以编辑!

那么无论次数多大但消耗是对等的,单核心消耗与双核一样所以就明显出来就不多说!

虽然工艺的提升,但越细它的抗稳抗压就越低,这是唯一缺点不利于军事化工业化芯片,一般用于民用版!有的时候军用的芯片还用到1微米到500纳米之间,主要是考虑到抗压抗高温耐腐蚀,所以低于500纳米以下是不可能用于军事,除非材料突破,不紧要抗高压高温耐腐蚀还要导电性的敏锐度!所以说军事与工业不会采用100纳米以下工艺!

你们会发现500纳米的芯片的价格高达几十万美金一块,工业上也要1000多美金左右,耗电又大,但别人20年之内持续运行都会有问题出现坏的情况!这就是差距,不是工艺越低越值钱吗?这个不一定要看环境与材料决定!军工芯片是超频电压高达上万伏不等单耗电我们都交不起,国家可不要钱这是差距!单核速度比我们四核还要快,毕竟是超频温度达到将近1000度高温运行,所以要几十万美刀!

将来突破材料关键技术可能军用会用到14纳米制程工艺!

民用都是家用不考虑这些!


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