工藝大時(shí)代：CPU工藝如何影響手機

　　在CES開(kāi)幕之前，芯片巨頭Inter就發(fā)布新一代計算平臺，14nm芯片工藝的Broadwell以及首款64位手機芯片?！靶酒に嚒边@詞，再 次進(jìn)入人們眼簾。在早先PC盛行的時(shí)代，我們就時(shí)常聽(tīng)到英特爾今年又推出了多少納米工藝的CPU，性能提升了很多，但功耗卻比上一代降低了。而進(jìn)入了移動(dòng) 互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，智能手機對性能的要求也越來(lái)越高，其核心就是CPU的性能，不過(guò)電池仍然是影響整體性能提升的一個(gè)瓶頸。

　　目前手機CPU主流采用28nm(納米)的工藝，不過(guò)，蘋(píng)果在這一代A8處理器上采用了20nm的工藝，而且魅族MX4 Pro上也搭載了一枚20nm工藝的CPU，他們的一大特點(diǎn)就是功耗要降低很多，到底CPU的工藝能給手機帶來(lái)哪些影響呢?

　　工藝尺寸是什么

　　28nm、20nm這幾個(gè)參數，相信大家在近期手機相關(guān)產(chǎn)品發(fā)布時(shí)已經(jīng)耳熟能詳了，那么這些尺寸的意義何在?從專(zhuān)業(yè)的角度來(lái)說(shuō)，這個(gè)尺寸是指工藝所能實(shí) 現的最小晶體管的溝道長(cháng)度，相應的就是工藝中使用的光刻光波長(cháng)長(cháng)度，就目前技術(shù)而言10nm可以說(shuō)已經(jīng)是工藝的極限了，再小的話(huà)就要考慮遂穿效應和量子力 學(xué)方面的東西了。

　　也許這么說(shuō)不太好理解，再說(shuō)的通俗一點(diǎn)。首先，我們都知道，一納米等于十億分之一米，電子元件之間的距離就是用納米來(lái)計算。芯片工藝的納米數越小，那么 在單位面積上所能集成的晶體管的數目越多?？s小微處理器電子元件距離將導致不同晶體管終端電流容量降低，這樣就會(huì )提升他們的交換頻率。每個(gè)晶體管在切換電 子信號時(shí)，其所消耗的動(dòng)態(tài)功耗直接與電流容量相關(guān)，這樣晶體管就變得運行速度快、且能耗小。

　　總的來(lái)說(shuō)，工藝尺寸不斷縮小，其技術(shù)難度越來(lái)越大，但是一旦實(shí)現了，就芯片性能而言，無(wú)論從頻率還是功耗上都能提升很多。尤其是在功耗方面，這對于手機和平板來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。

　　芯片工藝提升的意義

　　目前在手機終端中， 28nm的芯片仍為主流，幾乎覆蓋高中低價(jià)位的80%手機。不過(guò)，隨著(zhù)20nm技術(shù)成熟，產(chǎn)能的提升與廠(chǎng)家推廣，相信在2015年，越來(lái)越多的手機將會(huì )搭 載20nm工藝的芯片。除了20nm這個(gè)數字在產(chǎn)品發(fā)布時(shí)可以作為手機廠(chǎng)家的一個(gè)宣傳點(diǎn)外，更重要意義是芯片工藝的提升對性能的改善是巨大的。

　　主流CPU工藝尺寸

　　根據臺積電公布的數據，20nm工藝將提供比現有28nm工藝快30%的速度，晶體管密度則可以提升1.9倍，能耗則降低25%。30%這個(gè)數字意味著(zhù)現 有的移動(dòng)SoC如驍龍、Tegra等運行頻率將可以飆升到3GHz(目前驍龍805也不過(guò)是2.7GHz)。如果廠(chǎng)商愿意把新工藝帶來(lái)的密度增益分配給 GPU，我們則可以輕易獲得比蘋(píng)果A7更加強大的圖形性能。

　　當然，能耗降低25%并不意味著(zhù)你手機的續航時(shí)間可以提升25%，實(shí)際上CPU功耗只占掉手機總能耗的一小部分，而且在半導體工藝提升后，廠(chǎng)商們更愿意塞進(jìn)一個(gè)相同功耗、性能更強的芯片，而不是相同性能、功耗更低的芯片。

　　總結

　　在目前，手機行業(yè)硬件競爭激烈，電池技術(shù)又停滯多年的情況下，大力發(fā)展手機芯片工藝無(wú)疑是移動(dòng)終端硬件的一個(gè)重要發(fā)展方向。在有限的電量下，提升性能的同時(shí)還能降低功耗，無(wú)疑是兩全的做法。此外，在一定程度上也有助于手機產(chǎn)品越來(lái)越輕薄。