《電子技術(shù)應(yīng)用》
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摩爾定律已漸行漸遠(yuǎn),手機(jī)SoC該何去何從

2019-07-20
關(guān)鍵詞: 手機(jī) 摩爾定律 SOC 三星

關(guān)于手機(jī)性能是否過剩一直都是不少人爭(zhēng)論的焦點(diǎn),其實(shí)這個(gè)問題永遠(yuǎn)都不會(huì)有結(jié)論,畢竟有些人的手機(jī)只是用來看視頻,而有些人卻用手機(jī)天天玩方舟生存,不同人群需求的不同也注定了“手機(jī)性能是否過?!边@個(gè)問題永遠(yuǎn)都不會(huì)有正確答案。

那為什么會(huì)有人提出“手機(jī)性能是否過?!边@個(gè)問題呢?其實(shí)原因很簡(jiǎn)單,那就是手機(jī)SoC的發(fā)展速度過快了,導(dǎo)致現(xiàn)在的手機(jī)SoC已經(jīng)達(dá)到了瓶頸期。為什么這樣說呢,你可以想想一下10年前的手機(jī)的樣子,諾基亞的塞班系統(tǒng)手機(jī),摩托羅拉的linux系統(tǒng)手機(jī),然后在回想一下兩年前的手機(jī),iPhone X、華為mate 10、三星S8,差距之大不言而喻,但在看一下現(xiàn)在的手機(jī),相比兩年前的手機(jī)雖然也有了不小的進(jìn)步,但遠(yuǎn)沒有前者震撼的感覺。

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而進(jìn)步變小的原因除了硬件達(dá)到了一個(gè)高度,無法提升之外,另一個(gè)原因就是手機(jī)SoC達(dá)到了一個(gè)瓶頸期,而手機(jī)SoC發(fā)展速度的變慢,間接上導(dǎo)致許多軟件無法前進(jìn),從而讓不少消費(fèi)者在心中產(chǎn)生了“手機(jī)性能過?!钡倪@個(gè)想法。

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作為整個(gè)手機(jī)SoC行業(yè)遵循的準(zhǔn)則,摩爾定律可以說支配了整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。當(dāng)價(jià)格不變時(shí),集成電路上可容納的晶體管數(shù)目,約每隔18個(gè)月便會(huì)增加一倍,性能也將提升一倍,這便是大名鼎鼎的摩爾定律。但從現(xiàn)在來看,手機(jī)SoC發(fā)展速度的變慢客觀上也表明了摩爾定律正在失效。

從不可能三角定理來看,更高的速度、更低的能耗和更低的成本是不可能同時(shí)完成的,但摩爾定律中這三個(gè)條件卻得到了全部實(shí)現(xiàn),這是因?yàn)樵谧罱?0多年以來,半導(dǎo)體的工藝呈指數(shù)增長(zhǎng)的狀態(tài),從最早的4位微處理器到如今的7nm工藝將近百億晶體管,進(jìn)步速度之快令人咋舌。然而,這種狀態(tài)是不可能無窮無盡的持續(xù)下去,因?yàn)閺哪壳翱?,集成電路中的微小的電路如果挨得太近,電子是?huì)穿透的,所以在材質(zhì)不變的情況下,就會(huì)發(fā)生漏電的情況,所以7nm已經(jīng)是現(xiàn)在的極限了。

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黃仁勛也表示摩爾定律每五年增長(zhǎng)10倍,并且每10年增長(zhǎng)100倍。而現(xiàn)在芯片的性能每年只能增長(zhǎng)幾個(gè)百分點(diǎn)。每10年才只有2倍,將更多晶體管塞進(jìn)一個(gè)狹小區(qū)域的費(fèi)用和復(fù)雜性使得很難再讓芯片性能的定期加倍,因此摩爾定律已經(jīng)不再適用。

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所以綜合來看,無法集成更大規(guī)模的晶體管是摩爾定律失效的主要原因。而摩爾定律本身并不是什么自然規(guī)律,只是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)總結(jié),更像是一個(gè)KPI,所以即使未來到了制程無法再進(jìn)步的時(shí)候,也會(huì)出現(xiàn)新的規(guī)律。

不過提升芯片性能我們也可以換一個(gè)想法,那就是將塞更多的晶體管轉(zhuǎn)換為讓現(xiàn)有的晶體管發(fā)揮更大的作用,包括軟件的優(yōu)化以及材質(zhì)的改變等等,不過雖然軟件的優(yōu)化以及材質(zhì)的改變能使芯片性能進(jìn)一步提升,但各種優(yōu)化還是要遵循硬件基礎(chǔ)的,這和諾基亞5230無論怎么優(yōu)化都沒辦法玩王者榮耀一樣。

而目目前隨著手機(jī)SoC發(fā)展的變慢,在某種意義上也改變了手機(jī)的發(fā)展軌道,處理器已經(jīng)不是手機(jī)的最大賣點(diǎn),相反越來越多的用戶開始更注重手機(jī)相機(jī)、全面屏的設(shè)計(jì)以及5G的到來,而這也是國(guó)產(chǎn)手機(jī)廠商最好的發(fā)展時(shí)期。并且隨著全球芯片廠商到達(dá)瓶頸期,也給國(guó)產(chǎn)芯片制造企業(yè)一些追趕的時(shí)間,或許有機(jī)會(huì)扭轉(zhuǎn)國(guó)產(chǎn)芯片的被動(dòng)局面。


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