為什么14nm的三星A9會輸給16nm的臺積電?
來源: 編輯:vbeiyou 時間:2015-10-22 08:56人閱讀
全新一代iPhone 6s/6s Plus發(fā)布了,自信的蘋果給新iPhone定下了年內(nèi)出貨量超過8000萬部的高目標。出于對更先進制程的A9芯片產(chǎn)能保證,以高效供應鏈著稱的蘋果大膽地給A9芯片引入了雙供應商,所以本代A9芯片首次出現(xiàn)了三星和臺積電兩家代工廠。引入雙供應商的結(jié)果就是引發(fā)了鬧得沸沸揚揚的“芯片門”事件。
按照我們以往的邏輯,處理器是否優(yōu)秀和“納米線寬”有著必然關系,雖然CPU,但是在性能和制程線寬上依然詮釋著“摩爾定律”,而且一般說來,越小的制程意味著效能越高,所以之前大家都希望自己能買到采用三星14nm制程A9的iPhone6s,不過現(xiàn)實讓人大吃一驚,在很多GeekBench測試里,臺積電16nm制程的A9續(xù)航完勝三星14nm,并且差距非常明顯。后來越來越多的測試表明,這種差距只是部分存在且僅僅存在GeekBench的測試中,對用戶幾乎沒有任何影響。
但讓人疑惑的是,即便是這樣但兩個A9芯片的效能差異還是存在的,這是什么原因呢?
首先,CPU只有幾個廠能夠成熟供貨,因為CPU制造是一個非常復雜的技術,CPU芯片的邏輯電路代碼確定后,將電路邏輯“畫”到硅片上的過程是一項艱難的任務。相當麻煩的是電路的具體布線方式與芯片工廠的工藝特性直接相關。同一套芯片代碼用不同的制造工藝來實現(xiàn),具體的電路布線會有很大差異。
三星和臺積電的線寬制程工藝不同,如果一顆芯片想要交給兩家工廠來生產(chǎn),芯片設計方就必須為兩家各自設計出不同的電路布線方案。此外,由于代工企業(yè)間的工藝差異,很可能不同工廠生產(chǎn)的同款芯片的性能、面積、能耗都有區(qū)別。而這時候三星在線寬上領先僅僅2nm的作用就幾乎可以略去了。很多時候這些區(qū)別會大到消費者難以接受的程度,而要讓兩家代工企業(yè)做出各方面指標都非常接近的芯片非常困難。而這時候三星在線寬上領先僅僅2nm的作用就幾乎可以略去了。所以蘋果承認了兩種手機存在2-3%上的差異。
但是蘋果并沒有解釋某些機型在GeekBench測試下存在明顯差異的原因。據(jù)筆者分析,這個三星良品率低有直接關系,近年來三星半導體制造工藝突飛猛進,特別是去年率先推出了14nmFinFET工藝的Exynos芯片,讓高通驍龍810輸?shù)靡粩⊥康亍?jù)業(yè)界普遍看法是,三星制程工藝進步神速是得益于挖角臺積電。早前臺積電一直在FinFET保持著領先優(yōu)勢,在原臺積電領軍人物梁孟松的帶領下,三星從45nm、32nm、28nm時代快速趕上臺積電。不過臺積電畢竟是做半導體制造的老牌巨頭,三星拿去的東西消化不了,無法完全駕馭FinFET技術,制造出來的CPU良品率非常低,甚至被曝出A9芯片的良品率不到30%!而相比之下臺積電16nm制程下的A9芯片已經(jīng)達到了80%以上良品率。
出于這幾個方面原因,筆者認為在GeekBench測試中續(xù)航不理想的主因就是三星CPU良品率低。不過話說回來,多種測試結(jié)論顯示,這種差距只存在少量機器中,更何況在用戶的使用中不會出現(xiàn)任何效能差別,也不必過多糾結(jié)。
而蘋果為什么會選擇一個如此低良率的CPU供應商呢?首先處于巨大產(chǎn)能保障考慮;其次,CPU制造極端復雜,三星近乎成了除不接單的英特爾外的唯一選擇,何況三星也曾歷次代工A系列芯片;最后,三星給了蘋果更加低廉的報價,這個價格差距完全可以蓋掉蘋果對CPU品控成本。
但讓人疑惑的是,即便是這樣但兩個A9芯片的效能差異還是存在的,這是什么原因呢?
首先,CPU只有幾個廠能夠成熟供貨,因為CPU制造是一個非常復雜的技術,CPU芯片的邏輯電路代碼確定后,將電路邏輯“畫”到硅片上的過程是一項艱難的任務。相當麻煩的是電路的具體布線方式與芯片工廠的工藝特性直接相關。同一套芯片代碼用不同的制造工藝來實現(xiàn),具體的電路布線會有很大差異。
三星和臺積電的線寬制程工藝不同,如果一顆芯片想要交給兩家工廠來生產(chǎn),芯片設計方就必須為兩家各自設計出不同的電路布線方案。此外,由于代工企業(yè)間的工藝差異,很可能不同工廠生產(chǎn)的同款芯片的性能、面積、能耗都有區(qū)別。而這時候三星在線寬上領先僅僅2nm的作用就幾乎可以略去了。很多時候這些區(qū)別會大到消費者難以接受的程度,而要讓兩家代工企業(yè)做出各方面指標都非常接近的芯片非常困難。而這時候三星在線寬上領先僅僅2nm的作用就幾乎可以略去了。所以蘋果承認了兩種手機存在2-3%上的差異。
但是蘋果并沒有解釋某些機型在GeekBench測試下存在明顯差異的原因。據(jù)筆者分析,這個三星良品率低有直接關系,近年來三星半導體制造工藝突飛猛進,特別是去年率先推出了14nmFinFET工藝的Exynos芯片,讓高通驍龍810輸?shù)靡粩⊥康亍?jù)業(yè)界普遍看法是,三星制程工藝進步神速是得益于挖角臺積電。早前臺積電一直在FinFET保持著領先優(yōu)勢,在原臺積電領軍人物梁孟松的帶領下,三星從45nm、32nm、28nm時代快速趕上臺積電。不過臺積電畢竟是做半導體制造的老牌巨頭,三星拿去的東西消化不了,無法完全駕馭FinFET技術,制造出來的CPU良品率非常低,甚至被曝出A9芯片的良品率不到30%!而相比之下臺積電16nm制程下的A9芯片已經(jīng)達到了80%以上良品率。
出于這幾個方面原因,筆者認為在GeekBench測試中續(xù)航不理想的主因就是三星CPU良品率低。不過話說回來,多種測試結(jié)論顯示,這種差距只存在少量機器中,更何況在用戶的使用中不會出現(xiàn)任何效能差別,也不必過多糾結(jié)。
而蘋果為什么會選擇一個如此低良率的CPU供應商呢?首先處于巨大產(chǎn)能保障考慮;其次,CPU制造極端復雜,三星近乎成了除不接單的英特爾外的唯一選擇,何況三星也曾歷次代工A系列芯片;最后,三星給了蘋果更加低廉的報價,這個價格差距完全可以蓋掉蘋果對CPU品控成本。 分享到:
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