iPhone12的5nm制程工艺是什么?为何数字越小越好?( 二 )


因为芯片制作过程是把材料先做成这样的一个圆柱状的东西 。
iPhone12的5nm制程工艺是什么?为何数字越小越好?文章插图
然后切成片 , 有点像我们在切火腿 , 切成的每一个圆片叫做一个晶圆 , 再在这个晶圆上切割出来很多的小块 , 也就是我们熟悉的处理器了 , 这些处理器当然都是方形的 。
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我们首先就可以发现 , 一方面 , 如果方块的面积大 , 则边上浪费的材料就比较多 。
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而另一方面 , 在制作过程中 , 难免出现一些坏点 , 那其实就意味着拥有这个坏点的处理器就不合格了 。
我们可以想象成在这么大的一块饼上撒了一些芝麻 , 有芝麻的就代表坏掉了 。
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我们假设这两种情况 , 第一种 , 也就是左边这个 , 计划要做44块比较大的处理器 , 第二种做121块比较小的处理器 , 一共会出现20个坏点 , 坏点的位置也都一样 。
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第一种情况 , 坏掉了15块 , 良品率66% , 第二种情况坏掉了21块 , 良品率83% 。
可以很明显的发现 , 第二种情况的良品率要高很多 。
所以这是从成本上来考虑 , 处理器不宜做得过大 。
2 , 单核性能难以提升另外一个问题就是 , 大家应该发现过一个问题 , 无论手机也好 , 电脑也好 , 我们经常看到处理器性能的提升 , 很多时候都是因为核心数增加带来的 , 而并不是单个核心的性能有很大的提升 。 像刚才提到的intel的X299平台和AMD的线程撕裂者 , 也都是有很多的核心 , 什么18核 , 32核 , 甚至到64核 , 而单核性能相比普通的家用平台 , 也并没有什么提升 , 为什么会这样呢?
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大概可以理解为这样的情况 , 很多很多个晶体管 , 比如说5亿个晶体管 , 通过各种排列组合 , 组成了一个结构很复杂的机器人 , 它能完成很多工作 , 每一个晶体管都可以理解为组成这个机器人的一个零件 。 这个机器人的结构就是我们经常听说的处理器的架构 。
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我们想要更快的完成更多的任务 , 最简单的方法就是 , 多造几个这样的机器人 , 比如让2个 , 4个 , 8个机器人同时来工作 。 也就是我们所理解的双核 , 4核 , 8核 , 用这种方法提高效率简单粗暴 , 当然 , 增加核心这种方法虽然很简单 , 但这样带来的问题是功耗肯定也得提升 。
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而事实上我们日常的很多操作考验的是单核性能 , 对于很多软件来说 , 并没有对多核进行优化 。 比如说你就想要做一道菜 , 由于做菜有固定的工序 , 锅可能也只有一个 , 4个厨师并不会比1个厨师有明显的优势 。 当然 , 其他3个厨师可以帮忙切个菜什么的 , 能分担一些工作 , 但效率绝对不仅仅是乘以四这么简单 。
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而如果想提升单核的性能就复杂多了 , 这相当于要让这个厨师的厨艺有所提升 , 这显然比多找几个厨师要困难得多 。 用机器人的例子就可以理解为 , 要去重新设计那个机器人的结构 , 进行改装 , 让它有更强的能力 , 所以 , 虽然晶体管的数量有所增加 , 更多的零部件也能让机器人的结构设计有更多的可能性 , 但绝对不是简单的多30%零件就能提升30%效率的情况 。


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