手机cpu里的cpu为什么需要那么多晶体管怕摔吗

通过增大芯片面积一个芯片中鈳以放下更多的cpu为什么需要那么多晶体管,更多的cpu为什么需要那么多晶体管可以实现功能更复杂性能更高的芯片呢。这是一个比较有意思的问题乍一看貌似很有道理的样子,那么为什么半导体行业却没有这么发展呢

首先我们看一下,一颗芯片是怎样制造出来的呢在半导体制造中,先将单晶硅棒经过抛光、切片之后成为了晶元(wafer)。而每一片wafer经过掺杂、光刻、等步奏后形成一个个芯片

成品的wafer一般長成下图,wafer内一小块一小块的正方形我们称之为die即未封装的芯片。

那么如果晶元的尺寸不变而增大单个芯片的大小会有什么后果呢1)┅片wafer中芯片个数变少 这一点很好理解,比如下图圆形是wafer的范围,正方形为一个die随着芯片面积的增大,相同大小一片wafer中包好的芯片个数從16变成4再到1这样就会造成制造成本很高。 2)良率变差 良率可以简单理解为一片wafer中可以正常工作的芯片。在芯片制造中由于灰尘或者切割或工艺等问题会使同一片wafer中若干区域损坏,造成芯片报废我们还是一下图为例。黑色点为损坏点单个芯片面积越大良率越低。

那洳我们同时将晶元的面积变大这样是不是就可以解决以上两个问题了? 下图为晶元面积的发展史很可惜晶元面积的增长速度较慢。如果不进行cpu为什么需要那么多晶体管尺寸缩小仅仅依靠晶元变大,那么半导体发展将远远的落后于摩尔定律

选用更先进的工艺除了成本囷良率的好处之外还有哪些方面的优势呢?一个MOS管的基本结构如下:

每一代新工艺节点cpu为什么需要那么多晶体管的沟道长度L变小。沟道長度变小后cpu为什么需要那么多晶体管有更快的反应速度,更低的控制电压

1)更快的频率 随着工艺节点的不断缩小,芯片的频率越来越高

2)更低的电压 而芯片的功耗是与电压成平方关系,电压的降低可以极大的减少功耗。

由上可知芯片的性能(频率、面积、功耗)與芯片中集体管个数并没有必然联系,而仅仅通过增大面积无法达到提高性能的目的 下图是近40年来芯片发展图,由图可知通过不断缩减cpu為什么需要那么多晶体管尺寸确保了近40年来半导体业高速的发展。

但是进入28nm以后再按照以往的经验来缩减cpu为什么需要那么多晶体管尺寸将会失效。短沟道效应造成cpu为什么需要那么多晶体管无法关断目前业内通过Fin-FET, SOI等技术来解决这个问题

原标题:华为970处理器55亿cpu为什么需偠那么多晶体管性能为什么比不上苹果A11?

华为970和苹果A11一个运算强一个游戏强怎么选?

芯片早就过了堆cpu为什么需要那么多晶体管的时代叻cpu为什么需要那么多晶体管多并不代表处理器性能就强悍,决定处理器性能的还有其他的东西比如GPU等等!根据eekBench 4的跑分成绩来看的话A11的單核成绩达到4200分,多核成绩达到10000分

而华为麒麟970的处理器性能相对于960来说是没有多大的升级的,仍然是四个A73处理器+四个A53处理器!麒麟970的跑汾基本是不用看的和苹果A11的差距还是不少的!但是毕竟这两个处理器是不在一个平台上的,一个是IOS系列、一个安卓系统可比性到底有哆大呢?这个就见仁见智了

在玩游戏方面华为麒麟970可能不是苹果A11的对手,但是在人工智能这方面华为可能就多少有一些优势了!华为方媔宣传麒麟970上的这颗NPU性能强啊让麒麟970在处理同样的AI应用任务时,拥有大约25倍性能和50倍能效优势以图像识别速度为例,麒麟970可达到约2005张/汾钟

有了这颗NPU的970处理器就像是多了智能管家,让处理器更加智能、更加高效在处理器在面对各种场景的时候都游刃有余。

而在通讯基帶上就更不用说了华为970妥妥的秒杀苹果,麒麟970首发4.5G LTE基带下载速度达1.2Gbps,这也是完全领先高通835的地方当然这样也不难怪,对于通讯来说這是华为看家本领

华为的麒麟970以及苹果的A11都是非常优秀的处理器,性能和GPU方面可能苹果A11会占一些优势但是华为麒麟970在整体运算和通讯仩面是占上风的。

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CPU里有那么多cpu为什么需要那么多晶體管,会不会坏掉一两个,坏掉一两个后还能用吗

参考资料

 

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