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半导体技术详解CPU与DRAM芯片内部结构

通讯
来源: 作者: 2019-04-07 05:42:24

【网手机频道】【网手机频道】iPhone6S和iPhone6SPlus在发布不久,就曝出了三星和台积电处理器的功耗问题,随后苹果官方辟谣和专业人士的测试以后确定,三星和台积电他们所生产的CPU功耗差距非常小。关于半导体的制程工艺和发展历史又是怎么样的呢?

iPhone6S手机

在全球范围内,能够开发并量产圆晶的厂家寥寥可数,CPU(包括桌面级)厂家台积电(TSMC)、三星、Intel、格罗方德,能独立制作在DRAM厂家稍多,美光、东芝、三星、海力士、尔必达(已被美光收购),还有一些非常小的厂家,这里就不赘述了。

桌面级CPU厂商

首先从CPU讲起吧,桌面级CPU主要是Intel和AMD两家瓜分了全部市场,近几年PC行业不景气,市场不断萎缩,AMD深受其害,格罗方德在制程工艺上的落后也坑了AMD好几年,在制程工艺上一直没有更新,加上落后架构所带来的发热、功耗问题,AMD处理器也渐渐式微;Intel在桌面级处理器上混得风生水起,可是在移动处理器市场上却一直停滞不前,依靠丰厚的补贴来推行移动处理器。

骁龙处理器

接下来说移动处理器,移动处理器有4个厂家:高通、联发科、三星、海思。今年这四大移动处理器厂家纷纷采用Cortex-A核心。高通骁龙810采用4xCortexA57+4xCortexA53的核心组合,集成LTECat.9基带,最大上行速度50Mbps,下行为450Mbps;联发科今年的HelioX10采取8个CortexA53处理器,基带方面略显寒酸,LTECat.6的基带最大上行速度50Mbps,下行速度300Mbps;三星今年的旗舰处理器Exynos8890处理器,也是采取自主定制的Cortex-A53处理器,并使用自家的14nmFinFET工艺,最重要的是集成Cat.12/Cat.13基带,Cat.12基带的最大上行速度可以到达150Mbps,下行动600Mbps;海思在年底推出了麒麟950处理器,4xCortex-A72+4xCortex-A53核芯,由台积电代工的16nmFinFET+技术,基带并没有使用同时发布的Balong750,基带照旧采取Cat.6,上行与下行速度为50Mbps和300Mbps,基带的规格稍微让人失望。

上面提到的4家处理器厂商中,唯一高通又自主核心设计的,其他均采取ARM的通用核心,苹果这几年开始有了自主的处理器,今年iPhone6S和iPhone6SPlus采取自家的A9处理器,分别由台积电和死对头三星代工,制程工艺分别是16nm和14nm的FinFET工艺,在iPhone6s和iPhone6sPlus发售之后的耗电问题最终被证实是子虚乌有,可是对苹果的形象也有一定的影响。想比苹果现在最后悔的事情就是当年所持的ARM公司的股分,现在再拿一百倍也不能买回当时的那部分股份了。

iPhone6S和iPhone6SPlus手机

在这里相信有很多人都会有疑问,ARM处理器和X86、X64处理器有甚么区别?一样的制程工艺,相同的核心规格频率。其实ARM处理器和X86、X64处理器在最底层的核心架构和指令集就有很大不同:桌面处理器采取的都是CISC(复杂指令集),它的每一条指令集不但冗杂,而且不等长,需要指令译码器对每条指令集的起止位置进行判断后再履行;ARM则采用RISC(简单指令集),而它的优势在于指令集简短并等长,不需要对指令集的起始位置进行判断,所以效率得到提高并且下降功耗。日常生活中使用RISDC指令集已完全可以满足我们的需求,不过在专业领域,CISC的优势就凸显了出来,能人所不能也是intel的优势。

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