關鍵之中的關鍵:半導體工藝
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通過改進處理器微架構來獲得性能提升是最體面的方法,也是最難的方法。
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從40年前的英特爾4004,再到今天的酷睿i7,IPS(每週期指令吞吐量)也就是從1提升到2再提升到3的進步。: { Y! I3 @# T3 M" y2 Y" ?
], g; ~$ N) F6 H# h; y$ |再往上,就撞到了難以踰越的功耗之牆。
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& S% V1 ^6 Y, B/ otvb now,tvbnow,bttvb如何打破這堵高高的牆壁?答案只有一個:更好的工藝。對於ARM而言尤其如此。
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$ E- ]2 c1 j; b1 `+ x2 O8 W4 Y! c5.39.217.765年前的ARM11處理器還在使用老掉牙的130nm普通CMOS工 藝。而最近一到兩年,公仔箱論壇/ r& u6 U. M* f4 I8 Z( }
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由於無法從核心上搾取更多的油水,業界開始用越來越新的工藝製作最先進的ARM處理器,
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從45nm到32nm甚至現在的 28nm,ARM處理器在工藝上的進步速度要遠超同期PC處理器。tvb now,tvbnow,bttvb+ G# j4 S6 C1 f+ t0 X1 G8 N0 l0 r# ?
5 q6 o/ X) p% G; Z3 R/ V公仔箱論壇正是這些新工藝,支撐著ARM處理器在近幾年內以每年200%的速度在提升。
; o _" L" w; ~6 z: ftvb now,tvbnow,bttvbTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。: V; |5 V7 X% f/ A
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$ ^! M: D) d& ^5 R9 c8 w- d8 @5 U5.39.217.76TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。" e5 ^8 ]+ s& D& K9 K2 ~1 {
但是提到工藝,我們就不得不再一次提到一個詞:極限。1 K0 t4 ?, W1 \
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沒錯,通過超量應用工藝,我們獲得了超量的性能提升,但是工藝的儲備並不是無窮無盡的,5.39.217.761 ^9 k* ?' q6 \1 q( ~
1 y8 }1 e3 U" ]公仔箱論壇現在的我們已經走在了工藝的極限上。如果是傳統的工程極限,隨著新技術和新方法的發明,
h9 v* t+ }" H% Q3 z+ |% nTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。$ i- e4 ^+ l# e, b/ r3 k" n
最終都可以實現突破,但是工藝面臨的這道極限的背後是物理定律。
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在28nm以後,晶體管實在是太小了,小到我們必須重新梳理物理定律,才能準確掌握它的物理性質。
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隨著半導體工藝線寬邁入20nm以下,集成電路中的某些結構已經開始邁入介觀和微觀之間的灰色地帶。tvb now,tvbnow,bttvb2 s8 G8 q P! H4 [+ c
0 n7 |1 M- i5 s" o" JTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。對於微觀世界,也就是量子世界,人們目前所掌握的物理學,並不能給出太多具備足夠工程價值的答案。$ h2 y" ^9 e8 a
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1 z E' o p% _% a# j6 J( O0 R公仔箱論壇也許你很難想像,現代為處理器所使用的晶體管,其柵極漏電的很大一部分原因已經是量子隧穿效應。
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- z1 \) T% ~" C公仔箱論壇這是因為對於一個線寬只有30nm的晶體管而言,公仔箱論壇% |! ~0 ^5 [8 r- ~; [& Y, Y& k
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它的柵極絕緣材料的厚度只有不到2nm,也就是說,只有不到10層原子的厚度。tvb now,tvbnow,bttvb. k- W7 M, l j9 e/ T
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而工藝最先進的英特爾,其量產晶體管的柵極絕緣層厚度已經不到1nm,只有5 層原子的厚度。tvb now,tvbnow,bttvb2 D, y$ z L" a2 ^' M
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在這樣的規模下,宏觀的物理定律已經有相當程度的失效,這個規模的晶體管會做出什麼行為?tvb now,tvbnow,bttvb& g3 x: R' o( ? U/ e
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更多的只能靠猜測,靠無數次的實驗。公仔箱論壇5 K) j* y# T) L, j. e. ]- X
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當經典物理定律失效,人們需要在盲目的實驗中找到解決方案時,進步的速度就變得不再可以預測。
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" R' m; u$ f) n2 }( d& v, w9 p5 n公仔箱論壇2013年已經是28nm的時代,按照預測,2014年業界就將往20nm邁進。但是這一步能順利走出去麼?
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% s$ |$ }* Q0 d: W9 ZTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。相信沒人對此能有足夠的信心。作為世界上最大的代工廠,* |3 D; Q* h; I7 ~" P& `
3 J. ~( Z& ]% p# o; ^台積電TSMC的工藝路線對於業界的影響力是最為巨大的,& h% W, o6 x `
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早在2009年,TSMC就已經宣佈將要量產28nm邏輯電路工藝,但是實際情況是直到2011年底,
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TSMC都沒能拿出哪怕只用於性能測試的樣品芯片,而最終的量產一直到2012年6月才在跌跌撞撞中開始,公仔箱論壇 {* G" ^/ W0 g4 {7 T
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前後延期達三年。那麼,面對TSMC「2013年底量產20nm」的豪言壯語,你又能相信多少呢?
6 `- u3 |) G/ h: X2 C- N6 vTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。5.39.217.76) U2 r* f! {9 ?' d
5.39.217.762 t5 z# G8 T% b4 M8 c
) I/ s* o" n r; F* g otvb now,tvbnow,bttvbTSMC的下一代20納米工藝還面臨一個問題——性能提升將非常有限。從官方演示文檔中我們可以看到,
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8 r+ I) K$ \: m' @# |TSMC的20nm規劃中,針對移動設備的工藝——也就是LP、HPL和HPM——被整合成了一種,名為20SoC。3 j) ] }. [ \+ j* l3 _: r* r- r
& K9 c+ ]1 N) ]+ C; I4 f9 b, l它的性能,以TSMC官方的預計,僅能實現漏電比28HPM降低20%、性能比 28HPM提升15%的水平。公仔箱論壇2 n9 z, D2 |. g. U0 A
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希望各位注意,對比的對象是28HPM,而28HPM的漏電水平與28LP是接近的,公仔箱論壇# j0 C: H E( j+ O+ p9 [
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也就是說從28nm到 20nm,TSMC只實現了20%的漏電降低。tvb now,tvbnow,bttvb4 l7 Z% L/ w7 t8 U8 W
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( |, R9 i' {. l0 h公仔箱論壇這是官方最樂觀的預計,而實際情況可能要比這個悲觀的多,一如TSMC對於28nm量產時間的預計一樣。5.39.217.76/ X6 v; B' E9 y' {1 A) }
0 Z. C# G% w7 u: j; w5.39.217.76那麼我們就可以得到一個自然而然的預計:20nm時代,我們除了更高的集成度,公仔箱論壇 c3 |0 L& n" M. { ~# f& `
2 i5 ~1 h1 i( o9 d2 \2 Ytvb now,tvbnow,bttvb什麼都得不到。這就意味著,以20nm工藝製造的芯片,固然可以通過規模的擴大而獲得更大的理論性能,
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卻幾乎無法從工藝的進步得到單位功耗效率的提升。在目前手機處理器絕對性能已經超過體效值的大前提下,
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5 u: T: w" z; N9 v* ?5.39.217.76這樣的結論幾乎就已經宣佈了,未來的產品不會為我們帶來更快的實際性能。tvb now,tvbnow,bttvb+ I4 O$ _/ O7 R c2 I* X- _! j6 {) _
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0 P$ ]$ J- X) E3 `: _5 L2 w公仔箱論壇那麼更先進的工藝呢?例如16nm?根據目前的規劃,tvb now,tvbnow,bttvb2 O7 V. C- I* K: V! _5 I5 N/ U
, h4 N O5 R$ z: u5 bTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。TSMC將在16nm引入近年來半導體工藝中繼HKMG後最大也可能是最後的進步,也就是3D 晶體管,又叫finfet。tvb now,tvbnow,bttvb# n1 j* O. S7 X* D( g/ M) P
. p- F" g3 Q, L9 S3 n" O: J( }/ e這個技術可以為單個晶體管帶來40%的性能提升,同時降低30%的功耗,目前已由英特爾量產,
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! K, J# H: |9 K" `- Z2 y o0 n5 u5 S9 o而整個業界只有英特爾實現了量產,由此可見其技術難度水平。
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我們沒有理由認為,TSMC對於finfet的引入會一帆風順,外加16nm對於EUV的需求以及EUV產業目前的狀況,
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# b3 V- }' Z; _" i2 K" Q0 ]至少在筆者看來,TSMC 可以在2015年量產16nm finfet的概率幾乎為0。
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. A% k) { W; {: _* y( l( Q5.39.217.76至於GlobalFoundries或者三星,前者目前剛剛實現28nm的量產,雖然幻燈片已經寫到了10nm,公仔箱論壇$ a7 Z; R( |% S( M+ C' o
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但是我們不應對其抱有太大的信心,而三星的產能過小,即便有良好的工藝,也無法支撐業界的需求,5.39.217.76$ M/ s+ H. O2 W2 S; Q
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因此不需要投以太大的注意力。公仔箱論壇. q6 O3 z( q7 {$ ~5 v9 \
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這就意味著,2014年和2015年對於ARM而言會非常艱難。因為先進工藝在這兩年將出現空窗期,2 c; u, |2 E9 J% F: V7 M
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而沒有先進工藝的支持,ARM系產品的性能進步就只能停留在紙面。公仔箱論壇% i7 w3 V' B' V7 i$ N v
$ G, Z7 B; D- C4 b" {# A公仔箱論壇當然,也有一種選擇,那就是提前在20nm上——就像英特爾所做的那樣——引入finfet,
* i9 V6 D* n5 a$ @: X) S! Z公仔箱論壇TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。1 b7 M$ h1 x# ^' M1 h- u& |# V
但這會給本來就已充滿變數的20nm工藝增添新的難度,最極端情況下也許會導致2014年的徹底空白。
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" E% `& \$ n! `5.39.217.76因此我們似乎必須接受2014到2015年的空窗期。tvb now,tvbnow,bttvb- w0 A' \% n1 ^+ S1 a: A' t
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* ^" v3 H7 ]8 P) c% W" R( C0 u5.39.217.76那麼,更先進,比16nm還先進的工藝呢?業界普遍認為,
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由於物理規律限制,目前常規晶體管的極限將在2nm左右到來,在這個規模下,
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基於宏觀原理工作的硅基半導體晶體管將徹底無法運行。
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- R- j4 h3 A: Y6 m2 {tvb now,tvbnow,bttvb而考慮到工程實際情況,也許在10nm時就已經會遭遇無法解決的問題。tvb now,tvbnow,bttvb+ L3 b* M, s& E% O
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所以保守來說,我們依靠了40年,tvb now,tvbnow,bttvb' a: B: e7 K1 s- ]6 Q+ r3 x# s
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並以之建立了輝煌信息產業大廈的硅基半導體工業,也許在10年內就會走到盡頭,
: L z, |2 a; u7 r: `* C3 BTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。
8 x+ [3 e% _3 F5 z我們所剩下的工藝,樂觀估計還有6代,悲觀估計可能只有4代。
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之後,人們就必須要想辦法去尋找新的原理,以新的材料製造新的器件。突破終將會到來,公仔箱論壇5 x1 y9 f: R* J* W- U& h
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但是究竟需要多長時間?誰也沒把握,因為基礎物理已經80年沒有進步了,% m( O d% a- U. k7 }: U+ E
: }( ^& L6 C/ b0 h! e公仔箱論壇半導體行業在打光手中所有牌之後的痛苦空白期到底有多長,沒有人可以給出答案。
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新架構,新希望?5.39.217.762 U6 V8 L# e* E7 r$ L5 m# \
) z' {/ s% V, b7 T6 C) |6 Q9 t在前文中,我們將Cortex A15批得體無完膚,也許你要有疑問:tvb now,tvbnow,bttvb$ g; g2 v( o7 V: ?9 K) W
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既然A15在手機上表現如此糟糕,ARM為何還要設計出這麼一個核心?TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。5 J* [4 S4 v3 m! ~! b0 I2 x
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答案非常簡單:ARM高估了半導體工藝的升級與技術進步速度,Cortex A15實際上是為20nm工藝所設計的核心。
; \& N" n% Z- d5.39.217.76TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。) Q, p) @5 g0 m0 ]( f7 t# S: m
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讓我們把時間倒回到2008年,TSMC在當時提出了未來5年半導體工藝路線圖。
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5 H8 ?- j' B* X. b" u0 {如果一切都與圖中的宣傳精確吻合,我們在2010年就能用上 28nm處理器,
) ~, r- D3 S, l7 _0 ^) ^tvb now,tvbnow,bttvb
: S* `, X: l' g2 O; U而在2012年,也就是去年,我們將邁入20nm時代。
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按照這個進度,ARM在2013年將核心進化至Cortex A15就沒有任何的問題。5.39.217.76: s5 ^$ u2 `2 Z# s7 T
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也許ARM的初衷是借助於20nm工藝良好的性能,tvb now,tvbnow,bttvb* t9 z% U( l8 s& \7 G
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可以強行將Cortex A15的實際功耗壓縮到0.5W以內,
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獲得兩倍於Cortex A9的能耗比提升。這點從早期TSMC和ARM的演示文檔中也可以看出來。
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而且,A15也的確做到了絕對性能提升兩倍的設計目標。TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。* F/ l8 F5 d y X& S3 N( z
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只不過,工藝最終沒能按照ARM所設想的發展下去。28nm跳票到2012年,20nm還在遙遠的2014年,
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( y" Z8 ]$ d7 X# o& h6 YTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。而且即便成功量產,其可以得到的性能提升也極為有限,一連串的意料之外造成了Cortex A15的尷尬定位。5.39.217.769 T" v1 m. q7 H
% S" P7 G! s' K5.39.217.76由於工藝的失算,Cortex A9事實上失去了後繼產品:
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; w; M; |2 u P5 L' }Cortex A7的能耗比雖然很高,但其性能太弱,甚至不如CortexA8;
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Cortex A15雖然絕對性能翻倍,但是能耗比過低,兩者都無法作為CortexA9的繼任者。TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。; n# ?& L% w( b3 A. l- S
7 A2 b& o& @: ?2 \3 Otvb now,tvbnow,bttvbTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。/ y; h0 y- t8 k: r% ^
8 Z$ t) x( s2 W9 E. a4 xTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。即便ARM通過big.LITTLE技術將二者捆綁在一起,最終實現的總體效率也只能基本上和CortexA9打個平手,
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3 }! K; @9 o- U$ W5.39.217.76所謂的繼任者更多成了紙面上而不是性能上的。# m) X- A2 ?. u( B B
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很明顯,ARM被TSMC這個隊友坑慘了。
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有趣的是,在ARM官方面臨產品線問題的時候,反而是兩家ARM IP的購買商——高通和蘋果——TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。9 J$ F( f( r: \- S ]8 F2 d
給出了比Cortex A15更好的解決方案。它們都規避了Cortex A15過於臃腫的架構設計,
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, m" H$ n' b/ z5 t5 [* r7 p* t) O3 n. OTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。把注意力集中在對Cortex A9的優化和提升上。7 N9 @+ v* i6 a2 }: _% |7 e- c
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3 V( Y5 u m' Y5 vtvb now,tvbnow,bttvb公仔箱論壇. R7 h3 z& v: w! @! b5 `
不約而同的,它們都選擇了保留Cortex A9的前端、擴充Cortex A9的後端,tvb now,tvbnow,bttvb% b. ` T: n/ H' K7 F) Y
5 c: R5 y7 B, e* D) R3 Ztvb now,tvbnow,bttvb區別是高通的著眼點在於提升指令的理論吞吐量,蘋果的工作重心在提升內存表現。
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+ b& i8 U: H8 b4 y# z0 Y: D8 I0 dtvb now,tvbnow,bttvb當然,最終的結果我們看到了,高通的方案並沒有對Cortex A9形成實質上的優勢," D; A" H# L) z9 `- B0 K! A
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蘋果的方案則很難找到對比的標準,但是至少這兩家的行動方向是正確的。tvb now,tvbnow,bttvb# K. T$ ~: ~* z e5 u% k
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5 K+ \% S( j( W# K2 i5.39.217.76因此在Cortex A15架構推出3年後的2013年,ARM痛定思痛,給出了自己針對這個問題的答案,那就是Cortex A12。
: I; t- T: K; H) m: ?- j; dTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。
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在設計規格上,ARM終於放棄了宏偉龐大的「200%性能提升」,tvb now,tvbnow,bttvb4 R6 c Z8 V2 D3 E' R X) G
. W6 l m/ D# k5.39.217.76轉而只給Cortex A12定下了比Cortex A9快40%這樣一個目標。這是一個相當現實的目標,
) q3 }) n6 i7 f. _+ }3 N1 ]TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。% ?' `2 X0 f& t2 _
尤其是考慮到Cortex A9的體系架構上的確存在一些過時的限制,讓我們來看Cortex A12是怎麼改的。5.39.217.76# i3 M( E* d" J7 S$ W* l
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7 b' E/ _7 a x, T1 aTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。
5 E5 L3 z9 ~6 B: m' u @9 u; stvb now,tvbnow,bttvb首先,如同其他的ARMv7架構處理器一樣,Cortex A12提升了二級緩存的性能,6 \) F" N- _4 v" j/ d
% v# P' L$ J, s) Z5 Jtvb now,tvbnow,bttvb學習前輩Cortex A15和A7的先進經驗,
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把二級緩存整合進多核心控制器,所有核心終於可以不用再通過一條可憐的64bit總線訪問自己的緩存,TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。 Q ?- q& y6 L3 [, R1 _6 S
. w5 D6 n5 s# ]- O! r5 I5.39.217.76這將大大緩解擁堵現象。其次,Cortex A12把NEON和vFP提升到了第四版,
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並且和Cortex A15一樣引入了內部OoO(亂序執行)設計,指令執行時效率要比A9高很多。
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最後,A12的外部接口也從64bitAMBA 3升級到了128bitAMBA 4,帶寬提升一倍有餘。
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Cortex A12憑什麼降低了功耗?主要是三方面,
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一方面是最大並發取指數從3降低到2,
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+ d! s! y$ N: B) qtvb now,tvbnow,bttvb另一方面是大幅度縮減了指令派發隊列,
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最後一方面是大幅度縮減了運算單元的數量。tvb now,tvbnow,bttvb; _& m5 \- R! E* P7 b
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由於指令派發隊列的意義在於可以支撐亂序執行,它所對應的寄存器資源和硬連接資源是非常龐大的,2 L2 J! h3 P9 z2 l: a w
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Cortex A15為所有8組8個運算單元設計了完整的8個獨立指令隊列,這無疑消耗了巨大的電力,! H0 \7 i$ b/ _: |. k
' f" K3 y7 H E/ N; f5.39.217.76而Cortex A12把這個數字縮減到了3。與此同時,Cortex A12的運算單元也減少到3組6個,6 F9 x, z- |) W* L* F) L
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即整數、存取和FP/NEON,每一組內包含兩個運算單元,共享一個指令隊列。9 e3 x2 Z; o, O! K3 G( W
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而Cortex A9就相當寒酸了,只有一個指令隊列,支撐著2個整數ALU、一個存取單元和FP與NEON。TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。9 a2 {' b9 ?4 ]( m+ e! Q( ]2 e% y
V1 i' x4 L o& L) @3 Z5.39.217.76僅僅依靠這樣的改進,Cortex A12就幾乎可以實現40%的性能提升,. a- ?' X/ x6 f1 S/ ~
. d6 m6 y, X7 \7 g6 n5 r. X1 v更不要說算上二級緩存、外部總線、以及更為前端的取指與解碼部分——
& ^ {: [% ^6 J* Q. T5.39.217.76例如數據與指令部分重命名與分派彼此獨立的改進了。
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% K& k5 l- O8 k: J) s總體來說,Cortex A12是一個與Cortex A9相比性能提升40%、功耗維持不變的架構,
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它單憑一己之力拯救了ARM處理器搖搖欲墜的每瓦特性能,可以說是ARM的救星。TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。1 k( h# b X3 e# O4 G0 X
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A12唯一的問題只有一個 ——它最早也要等到2014年中才可能有產品,那時ARM很可能已經被英特爾大卸八塊了。
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1 g7 }( F3 R! [TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。如果我們把Cortex A12與高通Krait、蘋果Swift放在一起看,可以發現一些比較有趣的地方。
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O+ `4 G. ^ O! w6 c3 Htvb now,tvbnow,bttvb與ARM不同,高通Krait幾乎保持了Cortex A9的前端設計,唯一的增強是取指部分的並發能力提升到3, X9 ~4 T. V2 O. O1 X
, u+ b7 Y J3 n0 @5 A- ^+ T( R後端則和Cortex A15一樣堆積了數量巨大的執行器,具體來說是7個。
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+ P2 S0 R* F! G: A! M. x" [5.39.217.76這樣的架構瓶頸來自於連接前端與後端的中間部分,公仔箱論壇9 ]1 |" d3 g: Y! E" T# C; O4 k( L6 _4 X
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導致Krait在實際應用中根本無法發揮其 3300DMIPS——只比Cortex A15低5.7%——的理論最高性能。6 l" T; I( F4 d# c3 _8 L! L g7 A7 G
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; s4 [: U$ p0 d% X4 v3 btvb now,tvbnow,bttvb至於蘋果Swift,由於缺乏資料與有效的對比方式,在這裡並不能給出太多的分析,
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; L- j. a/ H# Xtvb now,tvbnow,bttvb但是蘋果的優勢在於硬件與軟件之間可以做到完全的匹配,因此即便蘋果對Cortex A9進行如高通一般的單方面增強,
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( R" c: k3 c. n3 R: F公仔箱論壇也可以依靠自身的操作系統進行針對性的優化並將其發揮出來。
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因此在這三個介於Cortex A9和Cortex A15之間的設計中,我們認為Cortex A12是最為平衡的設計。公仔箱論壇. T; u b% Q/ |
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只是——如之前所說,我們恐怕無法在2013年看到它了,甚至在2014年都有可能看不到最終產品的上市。
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0 z! G- Y" T% B! F/ {. O9 U8 l. E4 |因此Cortex A12是否真的實現了ARM的設計目標,我們也只能等到2014甚至2015年才能看到結果。4 Y3 m$ s, \% }% h
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未來之路:ARM
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p# K& y2 _) y+ W3 ]7 ^6 p5 xtvb now,tvbnow,bttvb至此,我們已經把現在以及未來的產品、技術、架構等等方面都分析過了,5 y7 m v& [% c9 Z1 f( o
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以這些分析為基礎,我們已經可以預測一下2013到2014年的技術與產品格局。
# j4 J- b: K. P8 H" k6 hTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。公仔箱論壇! v- _# A- H2 C' M# m+ v
) v$ O1 }% P- X) C0 W6 ~. d9 Q
) l# ]8 j5 W" |5 g% w公仔箱論壇由於新的Cortex A12很難在2014年之前問世,因此在2013年下半年到2014年中這段時間內,TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。6 {! S% z0 D' O, S
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市場上的產品格局不會出現太大的變化。標準ARM陣營的企業,
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例如三星,依然會選擇Cortex A15作為其旗艦產品,
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高通則會用Krait 400與之進行對抗,
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對抗的資本是超過2GHz的頻率,一如當年Pentium 4時代的英特爾。
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5 V3 J0 s5 L" ^# J+ }TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。% v, @. k1 o7 R& a7 Z q* e o/ \
P y/ c8 H; `1 P. {: d {" S對於Cortex A15這個架構而言,如果不搭配Cortex A7(或者nVIDIA的伴核),tvb now,tvbnow,bttvb# P9 p8 U+ [( u& k# M# y
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其功耗將是不論如何也無法被手機所承受的,因此可以預見,
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big.LITTLE將是所有試圖整合Cortex A15的芯片製造商唯一且必須的選擇。
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目前有傳聞,LG和華為都在設計自己的Cortex A15 SoC,TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。1 V, C5 P/ G" k0 `( M
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. P! A( V5 ?$ G' {$ V0 r, Z# XTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。那麼我們幾乎可以肯定,它們必然會採用4+4或者2+2的設計,) j, o s3 x) |% a8 u1 }
# V2 G8 c4 ?! _# `TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。或者插入自行設計的第五個核心。具體設計取決於設計師認為雙核Cortex A7是否夠用。
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6 D( H+ m; M7 l5 Y: O6 R% k% STVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。
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0 }7 Z2 |" @! U- z3 X0 N& N; F公仔箱論壇其他廠商方面,居於市場較邊緣地位的廠家,也許會試圖作出一些特立獨行的搭配,以差異化的產品參與市場競爭。
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例如MTK已經宣佈了一款八核 Cortex A7的新產品,並宣稱這顆SoC的所有八個Cortex A7核心都可以開啟,
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是一枚真正的八核處理器,但是對於它的性能我們也許只能報以呵呵。公仔箱論壇9 Y: d' f2 M* d8 z$ b( `
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4 U. _9 b( r/ `& K5 N5 |TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。
; L. ^% c' X2 r. d4 {tvb now,tvbnow,bttvb
" R' g. T/ }* R$ h) J除此以外,也許會有某些廠商推出四核Cortex A7配備超級GPU的類似於遊戲機的芯片,5.39.217.76& `2 w" V7 O9 v2 C- i9 }0 ~6 W
8 K: B" F& ~& v. h8 UTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。以迎合目前手機娛樂化的市場需求,這樣的產品也許也可以獲得不錯的實際體驗。tvb now,tvbnow,bttvb& ~1 ]& Z9 `% i! c" {4 Q: x% m
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但是總體來說所,主流手機SoC在 未來一年半內出現超過四核的可能性並不大,
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9 u) i6 H# h. p( F, k公仔箱論壇而且四核Cortex A9在CPU性能方面,一直到Cortex A12之前,都可以屹立在高端主流水準。公仔箱論壇1 K# |, r4 j5 ~8 X0 A% j: q) y
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因此對於那些手持Exynos 4412的用戶,例如Galaxy S3的用戶而言,0 y. k4 @/ H6 r& W% C
$ d# I( z8 j( I$ i2 a$ u9 a如果你希望獲得更強的CPU體驗,那麼你的升級日程完全可以推到2015年。. x( m& S& r* z7 ?. m) D6 a
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3 i( o& q3 {6 o0 O( ?tvb now,tvbnow,bttvb所以在未來的一年半之內,我們不能對看到讓人眼前一亮的新產品報以太多的期待。
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不論是三星、nVIDIA、高通,都會以維持現有產品架構為主。5 i4 L- I) L B q
* J; E' z" W7 ]- X; zTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。至於蘋果,最大的可能是將A6處理器的雙核Swift架構擴充至四核,tvb now,tvbnow,bttvb4 J( P# n k/ g( a9 O8 k; {
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但是以IOS的系統設計而言,這樣的擴充有多大意義也很難說,
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或許硬件大戰的後果是所有人都無法逃避的。5.39.217.768 ]/ Y7 |1 Z7 Q( f7 l# M0 q" ?" ?
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而GPU部分,高通的產品在不解決能耗比問題之前,不論性能提升幅度有多巨大,
# L( _) u: M( f# X1 r6 e
! t' k* W3 \& t* t d都不具備太高的選擇價值。而如果你是遊戲重度玩家,8 b: G/ r Z4 U/ I$ d" @) i
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那麼Exynos 5 Octa在Android陣營裡會是一個非常好的選擇,
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% u }6 ~+ `" n2 [0 E前提是你需要有辦法把CPU部分鎖定在Cortex A7,否則Cortex A15巨大的功耗會抹殺掉你的大多數遊戲體驗。tvb now,tvbnow,bttvb6 t7 u4 y. Q! E" `( F5 P" [5 i! e
m+ f! v, r# c0 c; b8 S% i至於Mali400MP4,雖然老邁,但是運行一些非頂級大作的情況下依然擁有可以接受的性能,
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因此除非你是基準測試愛好者,否則Mali400MP4除了較低的得分以外,並不存在太多問題。
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0 e- _2 N X: f( a" ]tvb now,tvbnow,bttvb工藝方面,我們在2013年應該是不可能看到量產的20nm工藝的,不論台積電如何對此信誓旦旦,
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都不要報以太大的期待。GlobalFoundries在目前剛剛量產28nm,且產能非常有限的情況下,
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; D3 k8 l+ @4 o6 K& F對於20nm的任何宣傳都可以完全無視。反而是三星的20nm存在一些 變數,但是希望依然不大。
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. N2 Q7 y" R6 O$ Rtvb now,tvbnow,bttvb由於代工廠無法像英特爾一樣靠銷售最終產品去吸收工藝的成本,公仔箱論壇/ g$ \+ ?; m9 a, ]& ^3 h
) r& C' n3 Q% ]. Q" j* F9 D, ~5.39.217.76因此目前所有代工廠都普遍希望在20nm節點引入EUV光刻工藝。但是EUV工藝一直 以來的進度都非常緩慢,& h i' a! Y* U
. t, E0 a7 y: T4 z0 M( qTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。截止目前為止所實現的最大連續曝光功率只有40W,這個數字在2011年則是11W。
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3 e* U! i$ X# ~) _$ \ r' e5.39.217.76在這個功率下,晶圓產出率只能達到每小時5 片,而滿足量產需求的最低極限也需要60片,就正常情況而言,
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! P- j7 g- R6 \1 X必須要達到100片每小時甚至更高的產量才可能獲得正收益,與之對應的EUV光源功率需求就 來到了大約400W。1 _7 X2 ^+ v3 ~+ ]
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換句話說,目前EUV光源的功率距量產目標還有10倍的距離。5.39.217.76, S* B" ^, ]1 s5 s2 [9 D+ V
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( D" t+ }+ }* [; R公仔箱論壇從2011到2013年,光源功率的提升不到4倍,絕對功率提升不到30W,; |: h' b: W& D$ d& D
& h. [% i& L7 e8 U2 Q% j* |TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。這就意味著10倍、350W的這樣的需求缺口,稱之為天塹似乎也不為過。- N9 A/ g) D! J) X
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更糟糕的是,即便EUV光源的功率解決了,
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EUV生態系統還面臨著光刻膠的反應速率過低、反應程度過低等問題,tvb now,tvbnow,bttvb& @3 `4 V' S' c4 I9 v5 [
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這些問題甚至比提升EUV光源功率更加 棘手。 i; ]& g( |: S$ _$ v# I
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" t N& ^$ Y I+ e a0 o) OTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。因此,對於業界曾經普遍希望的在2015年實現EUV光刻機的量產化," J0 I) ~! f* I4 F: d; @
2 Y: c- Y% O( f9 i0 j" T; sTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。筆者認為實現的可能基本不存在。也就是說,
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3 m" W, T+ j6 |16/14nm工藝上,全球代工廠都將被迫採用193nm三次曝光來實現。 |