手机芯片早以进入7nm时代,为何PC芯片还在10nm甚至14nm上?

crazybird 2020-09-26 842阅读 0评论

温馨提示:这篇文章已超过794天没有更新,请注意相关的内容是否还可用!

一提及芯片,大家首先想到的肯定是国内芯片行业的处境有多难,我们什么时候才能用上国产芯片?但我们要相信,这一天终究会到来!

但今天不讨论这个,而是谈谈芯片行业中,一个比较怪异的事实:PC芯片比手机芯片发展更早,按理说应该更先进,但为何现在手机芯片大都是7nm,而PC芯片还在10nm及以上?

 

要想了解其中的原因,首先要了解对芯片而言,最重要的三个指标:「频率」、「功耗」和「散热」。

频率

CPU的频率一般决定着手机或者PC的运行速度,随着科技的不断发展,频率由过去的Mhz发展到了现在的Ghz。

在这里所说的CPU频率,一般是指CPU「主频」,除了主频外,还有「倍频」与「外频」之分。它们之间的关系为:主频=外频×倍频。

其中外频指的是CPU的「基准频率」,单位是MHz。它代表的是CPU与「主板」之间同步运行的速度(也可指内存与主板之间)。简单来说, CPU的外频直接与内存相连通,可实现两者间的同步运行状态,速度越快,反应越快

 

「倍频」这个概念,在早期的CPU中,是不存在的,其原因是:那时候CPU主频与系统总线的速度几乎一致。


随着技术的发展,CPU速度越来越快,内存、硬盘等已经跟不上CPU的速度了,而倍频的出现就解决了这个问题。

通过CPU-Z可查看相应频率

如果把外频看作是机器内的一条生产线,那么倍频则是生产线的条数。CPU一般在出厂的时候,倍频基本上是锁死的,所以一般只能对主频进行改动。

 

通常来讲,在同系列CPU中,主频越高就代表速度越快,但对于不同类型的CPU,它就只能作为一个参数进行参考。所以,手机芯片中的主频和PC中CPU的主频,是完全不同的两个概念,没有可比性。

功耗

「功耗」是所有电子设备中,都存在的一个指标。它指的是设备工作时,单位时间内,所消耗的能源数量,单位为W。说人话:其实就是指耗电量

而在CPU中,功耗一般指的是「TDP功耗」,也被称为热设计功耗,它反应的是一颗CPU达到最大负荷的时候,释放出的热量,但它并不等于CPU真正的功耗(TDP是小于实际CPU功耗的)。


当然,功耗和发热量几乎是成正比的,目前CPU厂商也越来越重视CPU的TDP功耗,希望在提高CPU主频下一并降低TDP功耗,也就是增强性能的同时,减少发热。

散热

CPU散热,就目前来说,它是一个独立的系统,与CPU本身属性并无关系,但它却是决定CPU能否稳定运行的关键点所在。

我们都知道,CPU在工作时,会产生大量的热,如果不将这些热量及时散发出去,轻则导致死机,重则CPU可能会面临被烧的风险,所以散热就扮演着将热量排除,达到及时给CPU降温的角色。

现在的散热系统一般分为三种,「风冷散热」、「水冷散热」和「传导散热」。在PC端,大多数以风冷和水冷为主,而在手机端,大部分就是传导散热了。


说完了CPU中的三个指标,我们在来看看问题本身:为什么手机芯片的制造工艺会领先PC?

 

要知道,工艺制程的提升,对CPU而言一般就意味着性能提升,功耗降低和发热量减少。

对于PC而言,性能肯定是首选,在有「独立散热系统」的基础上,功耗和散热都可以靠边站。


在功耗上,PC的电源配置一般都远远大于整机实际的功率,散热就更不用提了,什么大霜塔,360水冷(如果还不够,就用液氮!)都能达到很好的散热效果(至于笔记本可能稍有限制)。

360水冷散热器

所以在PC端:性能 > 功耗> 散热。


在相同的性能下,就根本不用考虑功耗和散热。换句话说,在性能得到保障的前提下,无需再去研究如何提升工艺,来降低功耗和控制发热量,现在的工艺能够完全满足对于性能的要求。

 

但在手机芯片上,情况却完全不同。性能、功耗、散热这三者缺一不可,这是因为手机空间狭小,集成度远比PC高。根本没有多余的空间,用以加入独立的散热系统。


手机中的散热方式

要想在确保性能的同时,并降低功耗,就必须从CPU自身出发。而这样做的唯一的选择就是,提升制造工艺!只有制造工艺上去了,才能基本满足对性能和功耗的要求。

所以这就是为什么,手机芯片的制造工艺会远高于PC中CPU的原因。但如果要问PC中有没有7nm的CPU?答案当然是有!


其实7nm的电脑CPU已经有相当一部分了问世了,那就是来自AMD的三代锐龙系列,一经问世,就将Intel辛辛苦苦挤出的9代牙膏I9 9900KS一套带走。


当然这对于AMD来说,是用远多于Intel的核心数取胜的,单核表现却一般。


但鱼儿想说的是,现在苹果的A14处理器,已经采用了5nm的制程工艺,而AMD也有望在2021年前,推出5nm的锐龙5000系列。


但对Intel而言,拥有14nm工艺和5G睿频的10代酷睿,所带来的巨大功耗和热量,将很难再敢往上堆核心,所以要想改变,Intel就必须得提高制造工艺。


说不定在AMD和苹果ARM处理器的推动下,Intel会突然蹦出个 7nm的CPU所以,为了能尽早用上Intel 7nm的CPU,大家还是多喊喊:AMD ,Yes!


本文来源:电手  鱼儿全全

文章版权声明:除非注明,否则均为云维护原创文章,转载或复制请以超链接形式并注明出处。

发表评论

快捷回复: 表情:
验证码
评论列表 (暂无评论,842人围观)

还没有评论,来说两句吧...

取消
微信二维码
微信二维码
支付宝二维码