8内含20亿颗晶体管,制程略胜三星

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2018-07-12 8:20:53

随着三星(samsung)在上个月发布exynos 5430双4核心处理器,该公司可望成为出货20nm智能手机soc的首家供货商。不过,苹果(apple)最近刚发布了iphone 6与iphone 6 plus手机,所搭载的自家a8处理器芯片一样采用了20nm制程,而且新系列手机即将开卖。而最先搭载exynos 5430 soc的三星galaxy alpha智能手机也预计在九月上市。如今,究竟哪一款手机会先上市并不重要,有趣的是两家公司以全然不同的模式导入20nm新制程。

三星利用20nm制程来缩减功耗以及延长电池寿命,某种程度上是为了弥补alpha手机由于支持lte-advanced数据芯片所需的额外功耗。以英特尔(intel)的“tick-tock”制程架构模式来看, 5430就像“tick”一样仅微缩芯片尺寸而无显着的架构变化。

<这几款组件都提供了结合4个arm cortex-a15和4个 cortex-a7265)译码器以外, 5430几乎就没有什么新特色了。然而,三星为这款组件的努力主要着重在降低功耗,而非明显增加更多逻辑组件。

相形之下,苹果a8就显得更加雄心勃勃。虽然我们还未看到芯片拆解(iphone 6要到周五才上市),但苹果公司表示,这款芯片内含20亿颗晶体管--比a7的晶体管数整整多了一倍。虽然晶体管数量加倍,但a8芯片面积还比a7更缩小了17%。a7的芯片尺寸为102mm2,而比a7更小13的a8芯片面积应该就是89mm2。

从28nm微缩到20nm制程,明显降低了晶体管的尺寸,但a8内含比a7更多两倍的晶体管数量,使其芯片尺寸应该会变得接近于a7。不过,苹果很可能是改善了64位cyclone cpu核心的封装方式,以及更多的晶体管可能内建更多高速缓存,从而使其储存密度较cpu与gpu所用的逻辑芯片更高。

苹果致力于透过这额外的10亿颗晶体管来提高约25%的cpu性能,以及加速gpu性能达50%。同时,苹果并声称该组件更省电使其得以维持性能,而其它处理器则可能由于热而抑制了性能。

苹果宣称,iphone 6的电池寿命约相当于采用a7的iphone 5s或甚至更好。更快速的cpu性能可能源于更优的cpu设计、更大的快取以及稍高于峰值频率速度的多种性能提升。

gpu的性能提升几乎可以确定是来自于更多50%的gpu丛集。a7采用imagination powervr rogue gpu以及4个着色器丛集。a8更提升50的性能则可直接归因于着色器丛集的数量增加了50%。此外,苹果也为其a8的图像处理性能进行了部分改进。

目前可提供20nm晶圆制造的来源有限。三星表示其20nm生产仅保留给内部使用,而未进行代工。因此,苹果a8究竟是由三星、台积电(tsmc)或二者皆有制造,目前还不得而知。虽然苹果和三星均为其最新智能手机soc采用20nm制程,但高通的20nm snapdragon 810与808芯片则得等到2015年上半年才会出货。

为了大幅提升新款iphone的产品性能,苹果选择在20nm制程额外使用10亿颗晶体管,但三星似乎更专注于降功耗以及缩小芯片尺寸,甚至略过了采用64位armv8处理器。

由于三星拥有更大的全球产品市场,因此可能更关注于降低成本,以便能与联发科(mediatek)、高通等公司竞争。苹果虽然更积极地提升产品性能与功能,但从前一代产品来看,两家公司的20nm soc都未能在架构上带来显着改变或更新。因此,更显的变化可能必须要等到16nm/14nm finfet制程节点了。

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