“7nm”和“10nm”对CPU意味着什么，以及它们为何重要？
2019/03/03 13:56:59
CPU使用数十亿个微型晶体管，电子门打开和关闭以执行计算。他们用电来做这个，晶体管越小，所需的功率越小。“7nm”和“10nm”是这些晶体管尺寸的测量 - “nm”是纳米，微小的长度 - 并且是判断特定CPU有多强大的有用指标。
作为参考，“10nm”是英特尔的新制造工艺，将于2019年第四季度首次亮相，而“7nm”通常指的是台积电的工艺，这是AMD的新CPU和Apple的A12X芯片的基础。
那么为什么这些新进程如此重要？
根据摩尔定律，芯片上的晶体管数量每年增加一倍而成本减半，持续了很长时间但最近一直在放缓。早在90年代末和21世纪初，晶体管的尺寸每两年缩小一半，导致定期的大规模改进。但进一步萎缩变得更加复杂，自2014年以来我们还没有看到晶体管从英特尔萎缩。这些新工艺是长期以来的第一次大幅缩水，特别是来自英特尔，并且代表了对摩尔定律的短暂重新诠释。
随着英特尔的落后，甚至移动设备也有机会迎头赶上，苹果的A12X芯片采用台积电的7纳米工艺生产，三星拥有自己的10纳米工艺。随着AMD在台积电7nm工艺上的下一代CPU，这标志着他们有机会超越英特尔的性能，并为英特尔在市场上的垄断带来一些健康的竞争 - 至少在英特尔的10nm“Sunny Cove”芯片开始上架之前。
什么是“nm”真的意味着什么
CPU使用光刻制成，其中CPU的图像被蚀刻到硅片上。如何完成此操作的确切方法通常称为工艺节点，并通过制造商制造晶体管的小小来衡量。
由于较小的晶体管功率效率较高，因此可以在不过热的情况下进行更多计算，这通常是CPU性能的限制因素。它还允许更小的芯片尺寸，这可以降低成本并且可以在相同尺寸下增加密度，这意味着每个芯片的芯数更多。7nm实际上是之前14nm节点密度的两倍，这使像AMD这样的公司能够发布64核服务器芯片，比之前的32核（以及英特尔28核）大幅改进。
值得注意的是，虽然英特尔仍处于14纳米节点，而AMD很快将推出7纳米处理器，但这并不意味着AMD的速度将提高一倍。性能不能与晶体管尺寸完全一致，并且在如此小的尺度下，这些数字不再那么精确。每个半导体代工厂的衡量方式各不相同，因此最好将它们作为用于分割产品的营销术语，而不是精确的功率或尺寸测量。例如，英特尔即将推出的10nm节点预计将与台积电的7nm节点竞争，尽管数字不匹配。
移动芯片将看到最大的改进
节点缩小不仅仅与性能有关; 它对低功耗移动和笔记本电脑芯片也有很大的影响。使用7nm（与14nm相比），在相同功率下可以获得25％的性能，或者您可以获得相同的性能，只需一半的功率。这意味着更长的电池寿命具有相同的性能和更强大的芯片，适用于较小的设备，因为您可以有效地将两倍的性能装入有限的功率目标。我们已经看到苹果的A12X芯片在基准测试中破坏了一些旧的英特尔芯片，尽管它只是被动冷却并装在智能手机内，而这只是第一款上市的7nm芯片。