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强悍大脑是怎样炼成? 处理器背后的有趣故事:工艺篇

2016-04-15 18:15:18    来源:互联网    编辑:Tweaker    

  制程进化的好处:晶体管更多,核心面积更小 同时,制程工艺的进步也带来了理论上功耗的降低。相信大家都在问为什么了,那是因为提升制程,可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。所以,制程工艺提升了,同一频率下需求的电流容量降低,耗时也降低,这样晶体管就变得运行速度快、同时功耗也显著降低。

 

  芯片业界知名的定律:摩尔定律(不是摸耳定律啊喂)。当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔18-24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。该定律尚且有商业化的气息,但不可否认都是对推动整个芯片行业的发展有着不可磨灭的作用。英特尔 CEO Brian Krzanich 也曾对此表示:“摩尔定律是一项经济定律,与物理和化学并无太大关系。在几年时间里,我们将使芯片上的晶体管数量增加一倍。实际上,我们也将成本减少了一半。当你做到这一点时,你也优化了设备的性能。

 

  为什么半导体产业们为何这么对研发更先进制程如此卖力?它又有怎样的魅力呢?微型电子元件越小,你在晶片所放置的元件就越多。如果你掌握了比同行更加先进的制程,那么在同一面积的晶圆中你就能切割更多数目更小体积的芯片。所以,芯片越小,大成本会越低。尽管更小工艺尺寸需要更多造价高昂的制造设备。羊毛处在羊身上,昂贵的设备投资最终反映在成品的售价上,由消费者买单。

  目前最新工艺发展到14nm,半导体的技术大鳄让Intel也为此跪下了:停止Tick-Tock发展战略。 可见其中技术难度之大,越小的工艺对处理器芯片的材质要求越高。当接近材质的特性极限时,便需寻求更先进的技术或者更优秀的材质去突破封锁。14nm不知不觉已经被Intel用了三个年头,按常规的路线图,10nm应该出现在去年年底。但事与愿违在工艺升级上Intel再次遇到类似14nm的难题。

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