# s4 N, c) V m. B. y m. t公仔箱論壇 $ X; n8 i3 x& \ a @; `TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。, |; }( I0 G5 c8 I; W& {! t
然而,硬件規格大幅提升之後,伴隨而來的是同樣大幅增加的功耗和發熱。tvb now,tvbnow,bttvb; S6 r# I H# `+ U2 I* y R
瘋狂的硬件軍備競賽催生出了智能手機的黃金時代,也給整個行業埋下了定時炸彈,一場危機近在眼前。 ) z" k2 q) r* O( \& B . i, G% E3 p, D e/ c5 l" sTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。- n, x V; Y9 w9 z( t/ L
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' Q2 l4 K0 z7 \( _ L9 ~4 N+ vtvb now,tvbnow,bttvb「安裝飛機發動機的自行車」 5 l7 f+ a' A; P) q. K+ l" k j! h% m如果我們給私家車安裝1000馬力的發動機,可以獲得與超級跑車相近的性能嗎?公仔箱論壇0 O! d; a% c7 k
答案是否定的,因為私家車的車體根本無法承受這樣的動力輸出。 " L& C1 o4 U5 F7 q2 y8 y同樣的道理,我們把英特爾i7處理器裝在手機上也沒有意義,因為手機根本無力承擔它的功耗。\ 3 B- f' | J& }1 Y# p5.39.217.77:8898在這個層面上,我們是理性的,廠家也是理性的,至少在相當長一段時間內是這樣。 6 O' F! J4 U5 h; C; | G' T( H公仔箱論壇然而,這部分理性如今卻在逐漸消失。公仔箱論壇/ O; S. s( A" `4 `
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* l; G Y/ O3 B. E; Jtvb now,tvbnow,bttvb 6 y# F- \4 b( s. G& U3 n" w8 u公仔箱論壇 6 Y3 I- c, k- N$ K1 I公仔箱論壇一個被業內視為默認規則,而聽起來又異常奇怪的現象是:tvb now,tvbnow,bttvb' r! _: a! m4 J2 B
2012年之後的旗艦智能手機,沒有幾台能讓CPU做到長時間滿負荷工作不降頻。TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。- U: ?5 I+ f6 b( l) x, d 廠商不斷地往手機裡塞入更快、更強大的硬件,與此同時,卻不得不限制它們的工作頻率與工作時間。5.39.217.77:8898- H& w7 i2 q1 k$ @ g 你看到的產品手冊上赫然寫著「四核1.7GHz」,但實際使用中你永遠無法得到這樣的性能。 Z- \' c2 V5 e) h! U" R6 X$ |公仔箱論壇公仔箱論壇5 J! [4 h3 e6 W0 a
; X* x8 Q, u" g4 {tvb now,tvbnow,bttvb5.39.217.77:8898( d8 A! [ X7 ]: S/ V7 n. q0 c, p
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這方面的例子比比皆是,從Nexus 4冷櫃跑分暴漲30%,到K3V2的GPU頻率縮水6成,tvb now,tvbnow,bttvb. Q$ B/ a- U7 j) m/ Q# T 大多數旗艦手機都無法發揮出它應有的性能。 7 v% W4 G6 Q5 P \8 i公仔箱論壇/ n8 m5 _! ?$ M3 n% _; w! o$ l6 b
來自Anandtech的著名測試:把Nexus 4扔進冰箱,結果跑分提升了20%以上!5.39.217.77:88981 X3 O, {, u1 ^1 _
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根據第三方測試,目前的旗艦手機能以最高頻率工作的時間少則數十秒,多的也只有幾分鐘,公仔箱論壇3 n5 u7 E3 B( v
之後便不得不降低頻率以緩解發熱。消費者聽著「性能提升xx%」的宣傳, - e0 n5 E' q& }' \& t) c2 O4 ctvb now,tvbnow,bttvb花費高額費用抱著「四核1.7GHz」的手機回家,卻只能享受30秒的快樂,這難道不是一種諷刺?TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。; d0 o! @( ^/ } F v
往一台手機裡安裝根本無法全速運行的「強大」處理器,與開頭提到的往奇瑞QQ上安裝1000馬力的發動機有什麼區別呢? 1 @: e; U, y& X0 E1 a9 _tvb now,tvbnow,bttvb$ e' Z' F" y1 I5 c/ \5 S$ b
TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。: J$ T' M' S$ D9 M
G4 P3 p% f: N TTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。 7 |/ X" o& U( v/ a5 S$ `TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。下面的表格是一個實例:LG為Optimus G Pro配備了強大的驍龍600處理器, ; k# D0 v9 H: t2 H$ O6 {. t5.39.217.77:8898但持續高負載工作3分鐘後,實際性能卻不如搭載了上一代APQ8064芯片的SONY Xperia Z。+ G2 `/ I1 r* I3 Y7 a
配置更高的新產品,在實際使用中卻輸掉了「性價比」,我們得到了配置,卻沒有得到性能。 * h7 z* c7 [% A. @2 {1 X' N* M% c% V, Z" s$ f
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6 N, {7 d' A7 F! d, i4 n1 O 產品審查:三星Exynos 5 Octatvb now,tvbnow,bttvb* ?; }1 B' Z1 f1 P! N5 ]0 E2 {2 O9 e
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5 t/ h' X' G( ^6 S# U( }如何打破這堵高高的牆壁?答案只有一個:更好的工藝。對於ARM而言尤其如此。tvb now,tvbnow,bttvb6 u. ^0 J; V) r0 N2 N
9 j$ `) R4 ]4 G: v P% G( n. n; A+ CTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。5年前的ARM11處理器還在使用老掉牙的130nm普通CMOS工 藝。而最近一到兩年, 7 j6 f3 k# O8 T" c1 z X# V& Otvb now,tvbnow,bttvb公仔箱論壇" R" O; `8 ]4 G, B. M
由於無法從核心上搾取更多的油水,業界開始用越來越新的工藝製作最先進的ARM處理器,5.39.217.77:8898, a! @- V* J* _: _+ S6 ]( ^
% p" v2 [# S4 [" N5.39.217.77:8898從45nm到32nm甚至現在的 28nm,ARM處理器在工藝上的進步速度要遠超同期PC處理器。 1 U1 P+ A3 q# n( W2 I" H# h公仔箱論壇 , \1 K* e+ ^7 p正是這些新工藝,支撐著ARM處理器在近幾年內以每年200%的速度在提升。, B9 a2 l+ v" L+ f) j3 V
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tvb now,tvbnow,bttvb3 Z9 U) G) F t. a0 Y) a 5.39.217.77:88983 M: L9 i1 o0 N: [, a( c4 h% _( K! H. K. T
$ V" Z) p9 c# A但是提到工藝,我們就不得不再一次提到一個詞:極限。: d$ r9 k$ n9 U
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沒錯,通過超量應用工藝,我們獲得了超量的性能提升,但是工藝的儲備並不是無窮無盡的,5.39.217.77:88985 |2 F H2 x6 }9 p- r A
. X9 s; v* ]. e5 J6 C公仔箱論壇現在的我們已經走在了工藝的極限上。如果是傳統的工程極限,隨著新技術和新方法的發明, 2 p8 p1 q& ^+ nTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。 ( I3 Y5 R6 u- A) f2 t/ @最終都可以實現突破,但是工藝面臨的這道極限的背後是物理定律。TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。& D U$ j- C) N: ]+ A
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! u& d9 p3 t# a7 w在28nm以後,晶體管實在是太小了,小到我們必須重新梳理物理定律,才能準確掌握它的物理性質。3 T! m% w1 B$ ?
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隨著半導體工藝線寬邁入20nm以下,集成電路中的某些結構已經開始邁入介觀和微觀之間的灰色地帶。5.39.217.77:88988 o5 {& q# l# s* d+ y
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對於微觀世界,也就是量子世界,人們目前所掌握的物理學,並不能給出太多具備足夠工程價值的答案。TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。' `" H. C9 e% i. L
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( \* ^7 N0 Q, i$ x3 v/ \ 4 `' N V2 I3 ^) N% e7 X1 ~也許你很難想像,現代為處理器所使用的晶體管,其柵極漏電的很大一部分原因已經是量子隧穿效應。 5 w- w6 x$ t0 K3 \; mTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。公仔箱論壇6 Q$ s Q8 A: W A$ S
這是因為對於一個線寬只有30nm的晶體管而言,0 j3 S1 J" Q' l5 v* @" J
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它的柵極絕緣材料的厚度只有不到2nm,也就是說,只有不到10層原子的厚度。tvb now,tvbnow,bttvb6 o; {. w) ?) t O
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而工藝最先進的英特爾,其量產晶體管的柵極絕緣層厚度已經不到1nm,只有5 層原子的厚度。, l: x2 V- Z3 s( r
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) S( ?* h# }( A3 e9 K* y在這樣的規模下,宏觀的物理定律已經有相當程度的失效,這個規模的晶體管會做出什麼行為?8 ]' j3 o, @8 Y! w. n" X% D
' l8 H( p, B lTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。更多的只能靠猜測,靠無數次的實驗。 ) X, d, v" h* N N+ k% A ! R5 s" o6 s6 t/ N; v9 X C; \tvb now,tvbnow,bttvb當經典物理定律失效,人們需要在盲目的實驗中找到解決方案時,進步的速度就變得不再可以預測。- k6 L- d- S# u7 u# E @) @: n
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2013年已經是28nm的時代,按照預測,2014年業界就將往20nm邁進。但是這一步能順利走出去麼? ! B% l' a9 w" ^! e$ M; l公仔箱論壇 2 I/ K% M% l0 K% B* S相信沒人對此能有足夠的信心。作為世界上最大的代工廠,5.39.217.77:8898& Q$ ]2 c8 `4 i* G
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台積電TSMC的工藝路線對於業界的影響力是最為巨大的, : O( P) |" _) g. @tvb now,tvbnow,bttvb公仔箱論壇+ R' ?$ ]; K1 E1 I8 k- c
早在2009年,TSMC就已經宣佈將要量產28nm邏輯電路工藝,但是實際情況是直到2011年底, % u6 r. }1 Z" }0 _- m/ S/ ^5 _TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。 $ c' Q% M6 L6 a# {3 ]TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。TSMC都沒能拿出哪怕只用於性能測試的樣品芯片,而最終的量產一直到2012年6月才在跌跌撞撞中開始, V# X0 F5 R0 \; x1 `% s$ c; E$ |5.39.217.77:8898 . a, |0 x" s' ^6 H5 a1 B. M) CTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。前後延期達三年。那麼,面對TSMC「2013年底量產20nm」的豪言壯語,你又能相信多少呢? 9 N! y9 K+ [( L+ V 6 z8 w$ L; T& V* Y6 f" ktvb now,tvbnow,bttvb : T( v4 ]) X1 N4 W2 ^TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。% v2 g2 n1 Z! A t* K
TSMC的下一代20納米工藝還面臨一個問題——性能提升將非常有限。從官方演示文檔中我們可以看到,# a+ Y9 h( t3 F7 {% z6 g F# L" ^
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TSMC的20nm規劃中,針對移動設備的工藝——也就是LP、HPL和HPM——被整合成了一種,名為20SoC。5.39.217.77:88982 r# U/ N3 m8 E+ M3 f' h6 e
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它的性能,以TSMC官方的預計,僅能實現漏電比28HPM降低20%、性能比 28HPM提升15%的水平。5.39.217.77:8898- V% @3 _8 r2 |
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希望各位注意,對比的對象是28HPM,而28HPM的漏電水平與28LP是接近的, ! g$ j4 m9 {0 K+ E, x6 {) N Otvb now,tvbnow,bttvb公仔箱論壇- U9 c0 `" _ J, b
也就是說從28nm到 20nm,TSMC只實現了20%的漏電降低。 5 I x( C. V6 Z* g0 q l' M : {2 ^9 g* {3 F2 A; F ! J7 W5 t3 E7 g# ]; }! e! uTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。公仔箱論壇" w% Y! i4 U J" n
這是官方最樂觀的預計,而實際情況可能要比這個悲觀的多,一如TSMC對於28nm量產時間的預計一樣。2 g/ N3 P4 K& n, |% D* V0 L( L
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那麼我們就可以得到一個自然而然的預計:20nm時代,我們除了更高的集成度,公仔箱論壇+ f' C4 G! J2 }& A+ Q# T' U$ [