七纳米芯片和14纳米芯片的手机用户体验有啥不同？

发布网友 发布时间：2022-03-25 13:20

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热心网友 时间：2022-03-25 14:50

芯片的性能主要由工艺和架构两个方面决定。7nm和14nm是指工艺制程，就是芯片的蚀刻尺寸，集成电路中的基本单元“晶体管”尺寸做得越小，在相同大小的处理器中拥有的计算单元就越多，功耗越低，性能也越强。这就是为什么厂商会强调处理器的工艺制程的原因。

架构是芯片软硬件的接口结构，这个接口结构的优良直接影响到机器码在电路上执行的效率。一个好的架构设计使得平均每个指令需要消耗的周期减少，从而使芯片的性能提高。举个例子：命令一个人吃饭，那么我们应该怎么命令呢？直接对他下达“吃饭”的命令，或者命令他“先拿勺子，然后舀起一勺饭，然后张嘴，然后送到嘴里，最后咽下去”。

从这里可以看到，对于命令别人做事这样一件事情，不同的人有不同的理解。有人认为先给接受命令的人以足够的训练，让他掌握各种复杂技能（在硬件中实现对应的复杂功能），那么以后就可以用非常简单的命令让他去做很复杂的事情——比如只要说一句“吃饭”，他就会吃饭。有人认为这样会让事情变的太复杂，毕竟接受命令的人要做的事情很复杂，如果你这时候想让他吃菜怎么办？难道继续训练他吃菜的方法？我们为什么不可以把事情分为许多非常基本的步骤，这样只需要接受命令的人懂得很少的基本技能，就可以完成同样的工作，无非是下达命令的人稍微累一点——比如现在我要他吃菜，只需要把刚刚吃饭命令里的“舀起一勺饭”改成“舀起一勺菜”，问题就解决了，多么简单。这就是“复杂指令集”和“精简指令集”的逻辑区别。

难道继续训练他吃菜的方法？我们为什么不可以把事情分为许多非常基本的步骤，这样只需要接受命令的人懂得很少的基本技能，就可以完成同样的工作，无非是下达命令的人稍微累一点——比如现在我要他吃菜，只需要把刚刚吃饭命令里的“舀起一勺饭”改成“舀起一勺菜”，问题就解决了，多么简单。这就是“复杂指令集”和“精简指令集”的逻辑区别。

纳米数的意义是什么？芯片是由几十到上百亿的晶体管组成的，而晶体管之间的“距离”就可以作为工艺水平的代表，越先进的工艺，晶体管的密度越大，纳米数越小。相对的，英特尔的纳米数就要比台积电等其他晶圆厂严谨，台积电的工艺名称都有一些“水分”，同纳米数大概比英特尔落后一代。

所以，英特尔的10nm对标台积电的7nm，二者都接近DUV光刻的极限。在CPU架构相同的情况下，7nm和14nm芯片的工艺制程带来的差别主要是功耗和发热，采用7nm工艺制程的芯片功耗和发热大大小于14nm。如果CPU架构不同，那么7nm和14nm芯片的工艺制程带来的差别就是芯片性能的鸿沟。通俗讲就是7nm工艺制程可以让晶体管尺寸更小。

这就意味着，同样的芯片面积下可以容纳更多的晶体管，这样芯片可以实现的功能就多（如增加缓存容量或增加其他的功能），性能也跟着上一个台阶。更先进的工艺有什么意义？大多数情况下，工艺越先进，同架构、同频功耗越低，所以即使台积电的7nm工艺在高频下表现较差，但是中低频下依旧能提供比上一代工艺更好的功耗表现，例如高通骁龙855Plus的CPU频率已经接近3GHz了，功耗表现依旧是合格的。

另外，同等晶体管数量下，更高的密度带来的是更低的成本。面积越大的芯片，良品率越低，成本越高，而更高的晶体管密度换来了更低的芯片面积，同样的晶圆能产出更多的芯片；同样，同等面积的芯片，更高的密度换来了更多的晶体管数量，也就可以提高性能，例如，28nm下只能做四核芯片，16nm下就能做八核芯片，现在的旗舰手机芯片的晶体管数量已经接近70亿，这在以前是不可想象的。

手机芯片工艺制程一直在演变，20nm、16nm、14nm、12nm、7nm等等，每一代芯片制程工艺的升级。一般情况下，手机芯片的纳米数越低，意味着手机发热低，功耗少，消费者体验更佳！14nm和7nm芯片在日常使用并不会感受到明显的差别，但是在手机游戏，和高温等特定环境下就能感受到！以上个人浅见，欢迎批评指正。喜欢的可以关注我，谢谢！认同我的看法的请点个赞再走，再次感谢！