「7nm」和「10nm」對CPU意味著什麼，以及它們為何重要？

2020-09-19

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CPU使用數十億個微型電晶體，電子門打開和關閉以執行計算。

他們用電來做這個，電晶體越小，所需的功率越小。

「7nm」和「10nm」是這些電晶體尺寸的測量 - 「nm」是納米，微小的長度 - 並且是判斷特定CPU有多強大的有用指標。

作為參考，「10nm」是英特爾的新製造工藝，將於2019年第四季度首次亮相，而「7nm」通常指的是台積電的工藝，這是AMD的新CPU和Apple的A12X晶片的基礎。

那麼為什麼這些新進程如此重要？

根據摩爾定律，晶片上的電晶體數量每年增加一倍而成本減半，持續了很長時間但最近一直在放緩。

早在90年代末和21世紀初，電晶體的尺寸每兩年縮小一半，導致定期的大規模改進。

但進一步萎縮變得更加複雜，自2014年以來我們還沒有看到電晶體從英特爾萎縮。

這些新工藝是長期以來的第一次大幅縮水，特別是來自英特爾，並且代表了對摩爾定律的短暫重新詮釋。

隨著英特爾的落後，甚至移動設備也有機會迎頭趕上，蘋果的A12X晶片採用台積電的7納米工藝生產，三星擁有自己的10納米工藝。

隨著AMD在台積電7nm工藝上的下一代CPU，這標誌著他們有機會超越英特爾的性能，並為英特爾在市場上的壟斷帶來一些健康的競爭 - 至少在英特爾的10nm「Sunny Cove」晶片開始上架之前。

什麼是「nm」真的意味著什麼

CPU使用光刻製成，其中CPU的圖像被蝕刻到矽片上。

如何完成此操作的確切方法通常稱為工藝節點，並通過製造商製造電晶體的小小來衡量。

由於較小的電晶體功率效率較高，因此可以在不過熱的情況下進行更多計算，這通常是CPU性能的限制因素。

它還允許更小的晶片尺寸，這可以降低成本並且可以在相同尺寸下增加密度，這意味著每個晶片的芯數更多。

7nm實際上是之前14nm節點密度的兩倍，這使像AMD這樣的公司能夠發布64核伺服器晶片，比之前的32核（以及英特爾28核）大幅改進。

值得注意的是，雖然英特爾仍處於14納米節點，而AMD很快將推出7納米處理器，但這並不意味著AMD的速度將提高一倍。

性能不能與電晶體尺寸完全一致，並且在如此小的尺度下，這些數字不再那麼精確。

每個半導體代工廠的衡量方式各不相同，因此最好將它們作為用於分割產品的營銷術語，而不是精確的功率或尺寸測量。

例如，英特爾即將推出的10nm節點預計將與台積電的7nm節點競爭，儘管數字不匹配。

移動晶片將看到最大的改進

節點縮小不僅僅與性能有關; 它對低功耗移動和筆記本電腦晶片也有很大的影響。

使用7nm（與14nm相比），在相同功率下可以獲得25％的性能，或者您可以獲得相同的性能，只需一半的功率。

這意味著更長的電池壽命具有相同的性能和更強大的晶片，適用於較小的設備，因為您可以有效地將兩倍的性能裝入有限的功率目標。

我們已經看到蘋果的A12X晶片在基準測試中破壞了一些舊的英特爾晶片，儘管它只是被動冷卻並裝在智慧型手機內，而這只是第一款上市的7nm晶片。

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