处理器制程工艺尺寸对设备意味着什么?

发布者:luanzgc最新更新时间:2017-08-11 来源: 21ic关键字:处理器  纳米工艺  工艺尺寸 手机看文章 扫描二维码
随时随地手机看文章

每当有新的处理器发布时,制造商都要站出来强调,他们的设备搭载的是更小纳米制程工艺芯片,因此他们最新设备相比前一代更强大、更节能。

不过,这种说法有些“反直觉”:处理器确实变小了,但是它们却变得更强大,难道能耗还能降低?我们可能习惯性认为,尺寸更大,意味着更强劲,更强劲自然就需要更多的能耗。这种想法是否准确呢?你可能还不知道不同纳米工艺具体意味着什么,以及它们对你智能手机运行游戏或者电池续航时间有何影响。

为了弄清楚这些问题,首先,就让我们解释一下处理器制程工艺概念吧。

纳米是什么?从本质上讲,一款微处理器也就是由不同材质组成的几个叠层构成。将它们以一种特殊的方式堆积在一起就生成了电子元件,比如晶体管、电阻器和电容器。这些都是我们很难用肉眼看到东西,它们只有在显微镜下才能观察出来。这些微型电子元件躺在方形网格中充当着打开、关闭按钮。电子元件之间的距离就是用纳米来计算。我们都知道,一纳米等于十亿分之一米。电子元件彼此之间的距离越小,我们在芯片中放置的东西就越多。

目前有很多种缩减电子元件距离的方法,以此获得更高效的芯片。缩小微处理器电子元件距离将导致不同晶体管终端电流容量降低,这样就会提升他们的交换频率。每个晶体管在切换电子信号时,其所消耗的动态功耗直接与电流容量相关,这样晶体管就变得运行速度快、且能耗小。

是的,这样肯定会变得更好。这些小型晶体管需要低压来打开,因此它们也就需要低压来驱动。动态功耗损失跟电压的平方成正比。当你降低了驱动通过晶体管电流所需要的电压时,你最终也就降低功耗。

最后要说的是,半导体生产商偏爱更小工艺尺寸处理器的另一个因素就是成本。电子元件越小,你在晶片所放置的元件就越多。不过,尽管更小工艺尺寸需要更多昂贵设备,但这些投资成本会被每个晶片成本所冲销。

为何缩小处理器工艺尺寸平均要花2年时间?这其中自然包括对各个方面的平衡。这也是为什么上文提及的小型、强劲、有效的晶体管容易漏电流的原因。电压在四方形中偶尔会发生泄漏,这就导致即便是芯片什么也没做,也会发生功耗。在一个理想的状态下,在隔层网格中所有元件保持稳定状态,但是,如果电子元件体积太小,电流将变得更不稳定。

电子元件的极限尺寸是多少?目前比较流行、且功能强劲的移动处理器都是在20纳米-28纳米之间,但仍处在开发状态下的最小处理器工艺尺寸为14纳米,它是由英特尔公司打造,应用在台式和笔记本CPU中。这家公司的目标是在2020年开发出5纳米工艺的处理器。行业专业人士预期在2028年将出现1纳米工艺处理器。

从某种程度上讲,这将打破我们目前所使用的处理器生产技术限制,行业参与者将不得不考虑使用其他开发途径和原料。鉴于我们已经在2012年开发出了只有单原子大小的晶体管,因此我们可以大胆地说,芯片制造商未来肯定能够寻找到继续开发更优秀的产品方法。


关键字:处理器  纳米工艺  工艺尺寸 引用地址:处理器制程工艺尺寸对设备意味着什么?

上一篇:轻松简单搞定USB线缆和充电器质量测试
下一篇:技术宅!智能手机秒变3D全息投影仪

推荐阅读最新更新时间:2024-05-03 01:27

高通骁龙处理器命名改变 MSM或成绝唱
高通骁龙(Qualcomm Snapdragon)是目前在手机、平板电脑、智能手表、智能电视等上得到广泛应用的片上系统(SoC)处理器,如今的各大移动设备厂商,包括三星、LG、索尼、HTC、摩托罗拉、小米、中兴,都在它们的产品上使用骁龙处理器。平时买手机的时候,经常会听到“骁龙820”、“骁龙821”、“骁龙660”、“骁龙935”这样的词语,都是指代不同型号的骁龙处理器。但是,骁龙处理器的编号和命名其实没有这样简单,如果我们再深入研究骁龙处理器,可能还会看到“APQ8084”、“MSM8994”、“MSM8939”、“MSM8992”这样的字符串。   前三个英文字母代表了这款处理器的属性。最常见的是MSM,是Mobile S
[手机便携]
μC/OS-Ⅱ在微处理器LH79520上的移植方案
随着科技的发展,嵌入式系统的应用越来越广泛,为了进行射频功率校准系统的嵌入式软件开发,需要将嵌入式实时操作系统μC/OS -Ⅱ移植到sharp lh79520 微处理器 上。分析了嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ的代码结构,接着,对目前流行的嵌入式微处理器sharp lh795 20的特点进行了说明,详细介绍了μC/OS-Ⅱ在sharp lh79520处理器上的移植过程,特别对OS_CPU_A.ASM文件的修改给出了详细的移植代码,最后对移植的代码进行了严格的测试,结果表明移植后的μC/OS-Ⅱ操作系统内核运行稳定可靠,验证了移植的成功。 在嵌入式操作系统领域,Jean J.Labrosse开发的μC/OS,由于开放源
[单片机]
μC/OS-Ⅱ在微<font color='red'>处理器</font>LH79520上的移植方案
配备5枚摄像头的诺基亚8 Pro正在打造:骁龙845处理器
   诺基亚8 Pro或许正在打造之中,这款手机将搭载高通骁龙845处理器,并配备有5枚主摄像头。 诺基亚8   据NokiaPowerUser报道,HMD Global或许正在配备一款比其现有旗舰手机更加先进的版本,而该版本手机或许将在MWC 2018上迎来首秀,并在8/9月份正式上市。值得一提的是,诺基亚的确会参加今年的MWC展会,并将在2月25日召开发布会。 诺基亚8 VS 诺基亚8 Pro设计图   这款手机最为显著的特点便是其后置的5枚蔡司摄像头,诺基亚或为该机的采用类似转盘的设计,将五枚摄像头以及LED闪光灯集成到其中。这样一来,用户便可通过这样的配置调整焦距和光圈。   另一方面,这款手机或将采用18:9的显示屏
[手机便携]
台积电6月营收环比大增 或预示苹果A15处理器已大规模量产
7月12日消息,据国外媒体报道,芯片代工商 台积电 在6月份的营收,达到了创纪录的1484.71亿新台币,折合约53亿美元,是他们的月度营收首次超过50亿美元,同比增长22.8%,环比大增32.1%。 台积电6月份的环比大增32.1%,或预示着他们已在为 苹果 大规模代工A15处理器,这一处理器将用于今秋将推出的iPhone 13系列。 众所周知,在芯片代工领域,制程工艺越先进,代工价格就越高,台积电目前最先进的就是5nm。此前也曾有报道称,台积电5nm工艺的代工价格,每片晶圆接近1.7万美元,较7nm提升了80%。 而目前采用台积电5nm工艺的客户并不多,苹果是主要客户。台积电其他工艺的代工价格,要明显低于5nm,其他工艺
[半导体设计/制造]
台积电6月营收环比大增 或预示苹果A15<font color='red'>处理器</font>已大规模量产
过高估计需求 高通停售骁龙802处理器
    在今年1月,高通在CES上发布了最新的骁龙802处理器,这款针对智能电视的处理器本预计在今年年底投入商用。不过最新的消息是,高通公司决定停售骁龙802处理器,原因据称是高通方面过高地估计了这款处理器的需求量。 高通停售骁龙802处理器(图片来自slashgear)   骁龙802是一款针对智能电视和机顶盒设计的处理器,具备四个Krait核心,单核主频最高可达1.8GHz,集成了Adreno 330图形处理器。双频(2.4和5GHz)支持高清视频和其他时延敏感内容的流畅、不间断传输。能够流畅的播放4K视频,能在超高清视频上为用户提供更 好的使用体验,性能也更加出色。   不过据高通公关方面表示,虽然骁龙802停止销售
[手机便携]
台积A9处理器 获苹果追单
    苹果等台积电16奈米制程大客户迈入大量投片期,6月起陆续产出,启动台积电新一波成长之际,业界传出,苹果认同台积电16奈米效能领先三星,扩大释出A9处理器代工订单给台积电,更将下世代处理器A10代工订单全数委托台积电生产,让台积电成为这波大厂先进制程竞赛的大赢家。 图/经济日报提供 分享 台积电向来不对客户与单一订单状况置评,但台积电共同执行长刘德音先前已高分贝对外界释出对台积电高阶制程深具信心的讯息,市场预期就是针对苹果处理器一系列订单。 台积电董事长张忠谋在致股东报告书中,也对台积电后市深具信心,并预告台积电已经做好准备,未来将继续创造获利成长及良好的股东报酬。 据悉,台积电首波16奈米制程,主要为中国晶
[手机便携]
高通宣布2023年推出下一代PC处理器:对标M系列
高通正寻求认真加强其 PC 处理器,昨晚宣布了下一代基于 Arm 的处理器计划,“旨在为 Windows PC 设定性能基准”,将能够与苹果的 M 系列处理器并驾齐驱。   高通首席技术官 James Thompson 博士在公司 2021 年投资者大会上宣布了新处理器的计划,目标是在 2023 年推出,推出前九个月内向硬件客户提供样品。   据 The Verge 报道,新处理器将由 Nuvia 团队设计,高通今年早些时候以 14 亿美元的巨额收购收购了该团队。值得注意的是,Nuvia 是由三位前苹果员工于 2019 年创立的,他们之前为苹果的 A 系列处理器工作过。   高通也做出了重大承诺:除了与苹果一流的 M 系列处
[手机便携]
揭秘第五代至强:为什么它是最好的AI处理器
要说现在领域最热闹,那一定是AI。全球各种不同的调研结果都显示,58%的企业在非常近的未来都会导入如生成式AI到他们的生意模式当中。预计2026年有超过3000亿美金将投入到生成式AI当中,而其中有50%以上的边缘应用也会采用AI技术,此外,到2028年有80%以上的PC都会转换成AIPC。 这样的背景之下,英特尔发布了第五代英特尔至强可扩展处理器,这款产品不仅在性能指标上有很大提升,在AI性能上也非常强劲。 根据英特尔市场营销集团副总裁、中国区数据中心销售总经理兼中国区运营商销售总经理庄秉翰的介绍,第五代至强在AI训练、实时推理、批量推理上,基于不同的算法,都可以看到不同性能的提升,最高可提升40%。 此外,第五代至
[嵌入式]
揭秘第五代至强:为什么它是最好的AI<font color='red'>处理器</font>?
小广播
热门活动
换一批
更多
最新嵌入式文章
何立民专栏 单片机及嵌入式宝典

北京航空航天大学教授,20余年来致力于单片机与嵌入式系统推广工作。

更多精选电路图
换一换 更多 相关热搜器件
更多每日新闻
随便看看
电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 电信业务审批[2006]字第258号函 京公网安备 11010802033920号 Copyright © 2005-2024 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved