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:
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。
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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