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如果把14nm的cpu长宽增加一倍,是不是就可以得到7nm的cpu的性能? 第1页

  

user avatar   bao-feng-zi-16 网友的相关建议: 
      

题主把因果倒置了啊,

为什么制程要进步?

——为了追求更高的密度,以及理论上更低的功耗,

更高的密度意味着什么?

——单位面积可以继承更多的晶体管数量,也就是说相比旧制程来说,可以使得同架构的产品可以相对缩小Die的面积,

缩小面积有什么好处?

——节省成本,

这里可以阅读一下 @老狼 的文章:

简单来说就是,面积越大,相对良率会越低,而且是指数级影响

这三张图片应该是非常直观了,Die的面积越小,相对来说良率会越高,会有更多有效的Die,

为什么制程发展了那么多代CPU Die的面积没有缩小到极致?

——这里有很多因素,随着计算机理论体系的发展,CPU里面集成的东西越来越多,像微架构上,为了追求更高的IPC而改进通用性能,往往得追求更宽的流水线、更大的Buffer以及更多的执行单元,这些都是需要花更多的晶体管去堆砌需要占有更大的面积才能做得到的,在面积改动不大的时候大幅提高IPC这种事不是没有,这种事只能说不能指望每次IPC提升都靠这样提,微架构始终是要向着更宽、更高效的方向发展;另一方面,你们也看到了,CPU的核心数越多越多了,面积自然小不了,尤其是Intel的ICL-SP,居然做了单Die 40C,面积不大不行,

所以说更先进的制程对于更新的微架构是有利的,我们举一个反例子,Intel的Rocket Lake-S,微架构为Sunny Cove,这本是为Intel的10nm量声打造的,但是却因为Intel的10nm翻车的原因,被倒回到14nm去造,然后就造成了八核RKL-S面积比十核CML-S面积还大挺多的局面(这里面也有一点核显的因素在里面),然后八核的RKL-S的功耗达到CML-S的十核级别,毕竟你花了更多的晶体管,要发热的,功耗怎么压得下?

7nm CPU的性能,所谓的性能不能这么看,就拿Intel的7nm来说,其实它的学术密度至少是达到了14nm的四倍,而Intel的7nm至少会拿来造Ocean Cove级别的微架构,IPC对比SKL的IPC提升可能会达到60%左右,人家同频性能就比你强60%左右了,你靠什么追?还靠拉高频率吗?人家7nm跑全核4.5GHz 一看功耗130W,你14nm用液氮超到7.2GHz都还打不过然后一看功耗800W,这样合适吗?怎么看都不划算啊,而且如果制程不变的话,面积越来越大,良率越来越低,这样也不好啊,

Intel把制程与架构解绑已经属于是妥协了,如果不是10nm翻车这么多年Intel也不至于做这种事,不过面积加大了这么多频率还保持在极高状态这14nm也确实有.东西,但终究是密度不够,摩尔定律的发展还是靠密度推动的,

“我们作为后来者,只追求能用,不追求便携性”,

这应该只是个人追求,不是公司的追求。

拓展阅读:


user avatar   maomaobear2 网友的相关建议: 
      

14nm和7mm都不是物理的线宽。

所以不是倍数关系。

不过,落后工艺是可以做先进架构的。

只是成本和性能的问题。

英特尔就在用14nm做给10nm设计的架构。

苹果的小核心,来自于自己的A6,属于用先进工艺做落后架构,结果是功耗大大降低。频率提升。

类似的事情,还有英特尔早期的众核,直接用奔腾处理器的核心,因为工艺进步,可以堆几十个,还能拉高频率,组成众核。

如果中国被封锁,没有先进工艺,只有28nm工艺,牺牲良率,功耗,成本,就是造一个强大的核心,是可以的。

譬如28nm用300W功耗,几十倍的成本。

实现苹果在5nm下5W的性能。

这是可以做到的。

但是,5nm工艺下,300w功耗带来的高性能。

28nm就没法做了,需要很多芯片很多机器才行,成本高出天际。

从性能上,当年模拟核爆的超级计算机,是落后工艺。一个大屋子多少亿的成本。

现在也就是nvidia一个计算单元的性能。

不过,中国信息自主可以考虑另外一个方向。

软件自主,锁定性能需求,吃工艺红利。

中国信息化需求,是在0.25微米,0.18微米时代完成的,180nm。

只要用当时写的软件,28nm已经过剩了。

譬如某个企业内网,在XP和IE6开发的一套OA,一直用到现在。

这套OA,用奔腾3已经很快了。

那么,现在软件不变,用国产兆芯速度如飞。

解决好兼容性。在龙芯下虚拟机跑一个XP运行,龙芯也能用。

一个小的单机财务软件,是20年前用vc开发的。适应1000人单位的财务处理。

20年后,还是一个1000人的单位,一个月还是这些财务帐。

需求没有变。用180nm的奔腾3跑延迟0.1秒,用最新的5950x跑延迟0.001秒。

对用户来说区别不大。国产兆芯跑,延迟0.01秒,完全可以用嘛。

把软件性能保持高效率。很多领域并不需要多快的硬件。这样自主就容易多了。


user avatar   rocwon 网友的相关建议: 
      

面积、功耗、性能,这三个东西,只要放弃其中一个,事情就好办多了。


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集成电路作为技术密集的高科技产业,基本集中在国内较为发达的一二线城市。

目前形成了以京津冀地区、长三角地区、珠三角地区、中西部地区为核心的四大城市群。


从芯思想研究院发布的数据看,前十大城市中,长三角占据一半,五席分别是上海、无锡、苏州、合肥、南通;环渤海只有北京一个入围;珠三角和中西部各有两席。

过百亿的15个城市集成电路产业规模合计为8280亿元,前10大城市集成电路产业规模合计为7370亿元,占比89%。

一、上海

据上海集成电路行业协会的数据,2018年上海集成电路产业规模达1450亿,较2017年实现23%的增长,位居全国各城市之首。

上海在设计领域,部分企业研发能力已达7纳米,紫光展锐手机基带芯片市场份额位居世界第三。在制造领域,中芯国际、华虹集团年销售额在国内位居前两位,28纳米先进工艺已量产,14纳米工艺研发基本完成。在装备材料领域,中微、上微处于国内领先水平。

上海集成电路产业投资基金总额500亿元,分为100亿元的装备材料基金、100亿元的设计基金、300亿元的制造基金。基金将加快促进汽车芯片、智能移动芯片、物联网芯片、AI储存器芯片、安全芯片以及智能储存器芯片等高端芯片的研发和生产。

二、无锡

根据江苏省半导体行业协会的最新数据来看,无锡市在2018年集成电路产业规模达1014亿元,较2017年实现14%的增长。

无锡市当属江苏省集成电路产业发展水平最高的城市,无锡市原计划到2019年集成电路产业规模达1000亿元,提前一年超额完成任务,无疑已是国内集成电路产业第一方阵行列。

无锡作为“国家南方微电子工业基地中心”,近年来一直在构造集成电路“芯”版图,经年积累形成了较为完备的产业链,集聚了包括华虹半导体、华润微电子、长电科技、中科芯、中德电子(江阴润玛)、江化微、东晨电子、固电半导体、宜兴中环领先等在内的200多家企业,涵盖集成电路设计、制造、封装测试、装备与材料等多个领域,集成电路的全产业链发展格局在锡渐成,勾勒出了无锡集成电路的美丽风景。

2000年以来,先后成为国家科技部批准的8个国家集成电路设计产业化基地之一、全国仅有的两个由国家发改委认定的国家微电子高新技术产业基地之一(另一家是上海)。

不过无锡IC设计业偏弱,占比仅为10%;制造业占比25%;封测业占比高达40%,设备材料占比25%。

三、北京

2018年集成电路产业规模达970亿,较2017年实现8%的增长;排名仅仅次于上海和无锡,位居全国第三。

北京市规划到2020年建成设具有国际影响力的集成电路产业技术创新基地。经过多年发展,北京形成了 “北(海淀)设计,南(亦庄)制造”的集成电路产业空间布局,积累了一定的“家底儿”。以中芯北方、北方华创、屹唐半导体、集创北方为代表的一批产业链上下游企业,正紧密合作,协同打造北京集成电路产业的“芯”实力。

四、深圳

深圳市2018年集成电路产业规模为890亿,较2017年实现34%的增长。

深圳市的集成电路产业规模位列珠三角地区首位,规划到2023年建成具有国际竞争力的集成电路产业集群。

深圳作为国内集成电路产业重要聚集区,长期处于设计业龙头位置,在晶圆制造、封装测试领域非常薄弱。根据深圳新的产业规划,当地将补齐芯片制造业和先进封测业产业链缺失环节,聚焦提升芯片设计业能级和技术水平,注重前瞻布局第三代半导体,努力优化产业生态系统,加快关键核心技术攻关,培育龙头骨干企业和集成电路产业集群。

五、成都

2018年成都集成电路产业规模较2017年实现23%增长。

成都市要跻身国内集成电路设计第一方阵,打造中国“芯”高地,规划到2035年集成电路产业规模3400亿元。这个规划周期确实有点远。

成都的集成电路产业主要集聚在高新区。在芯片设计方面,拥有各类设计公司120多家,包括振芯科技、锐成芯微、和芯微、雷电微力、华大九天、华为海思、新华三等各具特色的企业,设计领域涵盖网络通讯、智能家电、物联网、北斗导航、IP等;在晶圆制造方面,拥有德州仪器8英寸晶圆生产线;在半导体封测方面,成都拥有华天科技(原宇芯)、士兰微、英特尔、德州仪器、芯源系统(MPS)等近十家封装测试企业,形成西南最大的芯片封装测试基地。

六、西安

2018年西安集成电路产业规模较2017年实现5%增长。

西安市打造集成电路产业新高地,规划在2021年集成电路产业规模达1000亿元。西安依靠三星电子存储芯片项目和华天科技西安、美光/力成封装项目,大大增强了西安在集成电路产业中的竞争力。

目前西安形成了从半导体设备和材料的研制与生产,到集成电路设计、制造、封装测试及系统应用的较完整产业链。

从整个产业链的发展情况来看,西安集成电路产业已经形成制造业一枝独秀,设计业与封装测试业相互依存、协调发展的产业格局。

七、苏州

2018年苏州集成电路产业规模较2017年实现7%增长。

苏州在集成电路封装测试、集成电路设计、第三代半导体材料等方面保持国内领先,拥有中科院苏州纳米所等为代表的一大批科研院所和龙头企业,随着中科曙光、澜起科技等一批旗舰项目落户,集聚效应已初步形成。目前,苏州市在芯片最有价值的设计领域,已积累了一批实力企业。当前,苏州市重点支持工业园区和昆山等地区发展集成电路封装和测试产业。园区是国内集成电路产业最集中、企业最密集的地区之一,目前已集聚集成电路设计企业40多家。

八、厦门

2018年厦门集成电路产业规模突破400亿关口。

厦门市是国家集成电路布局规划重点城市,致力构建集成电路全产业链,规划到2025年集成电路产业将达1500亿元。厦门已经形成火炬高新区、海沧区、自贸试验区湖里片区三个集成电路集聚区,目前成功引进了一大批龙头项目,初步覆盖集成电路设计、制造、封测、装备与材料以及应用等产业链环节,聚集了三安光电、联芯集成、士兰微、通富微电、紫光展锐、瀚天天成、美日丰创等200多家集成电路企业,部分环节的生产力达到国际一流水平。

九、合肥

2018年合肥市集成电路产业规模较2017年实现25%的增长。在长鑫量产后,预计2019年合肥集成电路产业规模会有较大增长。

合肥市打造中国IC之都,被列为全国九大集成电路集聚发展基地之一,计划到2020年集成电路产业规模达500亿,其中设计业100亿,制造业300亿,封测60亿,设备材料40亿。随着晶合集成、长鑫集成的投产以及强势引进的一批设计、材料企业,加上宏实自动化、易芯半导体、大华半导体、芯碁微电子等一批本土企业,合肥已逐步形成了集成电路设计、制造、封测、设备材料等全产业链,并带动其他高科技产业取得了良好的发展态势。

在产业布局上,合肥市现已形成了三大集成电路产业基地——经开区、高新区、新站高新区。2018年9月27日合肥市正式被授牌成为“海峡两岸集成电路产业合作试验区”,合作试验区包括合肥市三大集成电路产业基地——经开区、高新区、新站高新区。

十、南通

2018年南通集成电路产业规模较2017年实现23%增长。

近几年南通集成电路产业飞速发展,已初步形成完整产业体系。汇聚了包括通富微电、越亚半导体、京芯光电、捷捷微电子、启微半导体在内的一批企业。

十一、杭州

杭州市致力打造集成电路设计创新之都,从杭州市人民政府印发的《杭州市集成电路产业发展规划》可以看出,到2020年年底,全市集成电路产业主营业务收入力争达到500亿元;明确提出集成电路设计业是杭州信息经济创新发展的长期有效的驱动力,重点发展集成电路设计产业,提升全市整机系统企业的核心竞争力。杭州市的行动目标重点发展芯片设计,选择特色芯片、高端存储芯片等芯片的制造,兼顾封装测试与材料的较为完整的集成电路产业链。

杭州是八个国家集成电路产业设计基地之一,经过多年发展,在集成电路设计领域已经取得了一些优势,汇聚了包括中天微系统、广立微电子、士兰微在内的一批优质公司。目前拥有多个细分领域精尖核心技术,在嵌入式CPU、EDA工具、微波毫米波射频集成电路、数字音视频、数字电视、固态存储(固态硬盘控制器)、计算机接口控制器(包括磁盘阵列和桥接芯片)、LED芯片和光电集成电路等领域技术水平处于国内领先地位,个别甚至处于国际先进水平,进入了国际主流市场。

十二、大连

2018年大连市集成电路产业规模较2017年实现60%增长,其中英特尔大连就高达227亿。

大连市要打造世界级集成电路产业基地,计划到2025年集成电路产业规模达500亿。2108年随着英特尔大连工厂二期扩建项目投产,有力助推大连市集成电路产业发展水平迈向新的高度。

十三、重庆

重庆市规划到2022年力争成为中国集成电路创新高地,集成电路产业规模达1000亿。重庆一直是我国重要的电子信息产业基地,但电子信息产业需要高水平集成电路技术支撑产业发展。重庆将养生培育高端功率半导体芯片项目,重点解决制约集成电路产业发展的技术问题和创新生态问题,实现重庆产芯片产品全面支撑重庆市智能终端、物联网、汽车电子、智能制造、仪器仪表、5G通信等电子信息领域应用需求。

重庆的集成电路产业主要集中在西永微电子产业园区,园区已构建从EDA平台、共享IP库、芯片设计、制造到封装测试的集成电路全新产业生态,吸引了华润微电子、SK海力士、中国电科、西南集成等一批知名集成电路企业聚集发展。目前正全力打造全球协同研发创新平台UMEC联合微电子中心、全国最大功率半导体基地和韩国SK海力士集团全球最大的芯片封装测试工厂。

十四、天津

2018年,由于统计口径的不同,天津集成电路产业规模较2017年有20%的下滑。

天津市致力建成具有国际竞争力的集成电路产业集群,计划到2020年集成电路产业规模达到600亿元。天津集成电路产业逐步形成了IC设计、芯片制造、封装测试三业并举、新型半导体材料与高端设备支撑配套业共同发展的相对完整的产业链格局,聚拢了集成电路企业百余家,聚集了紫光展锐、唯捷创芯、国芯等一批国内集成电路设计龙头企业;芯片制造业拥有中芯国际、中环股份、诺思科技等知名企业;封装测试业有恩智浦半导体、金海通、双竞科技等重点企业;材料与设备支撑业聚集了中环半导体、中电46所、华海清科等企业。

十五、南京

2018年,南京集成电路产业规模实现了56%的增长,一举突破100亿大关。

南京的集成电路产业主要聚集在江北新区,目前已经拥有台积电、华天科技、长晶科技等一批行业龙头,集聚了260余家集成电路产业企业,覆盖行业内芯片设计、晶圆制造、封装测试、终端制造等全产业链环节。[1]

参考

  1. ^ http://news.eeworld.com.cn/mp/Icbank/a70604.jspx



  

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