芯片 5nm 和 7nm 有什么差别，CPU 已经很小了，做大点不行吗？
 X nm制程中的X nm指的是晶体管的栅极宽度，也就是上图中Gate部分宽度。 简单的说，从5nm到7nm因为线宽的减少，晶体管面积减小，单位面积的芯片上能放入更多的晶体管；同时因为供电电压的降低，可一定程度降低芯片功耗。按照台积电提供的数据，5nm的晶体管密度为每平方毫米1.713亿个，对比初代7nm的每平方毫米9120万个，逻辑密度提升至1.8倍；对比7nm，同样的性能下5nm工艺功耗降低30%，同样的功耗下性能提升了15%。 那么对于消费者来说，5nm是必需的吗？ 答案是，既是又不是。 从智能手机面世以来，手机芯片的性能以每年20-30%的速度稳步提升，甚至已经超过不少桌面级处理器。对于绝大部分手机用户来说，手机芯片的性能是过剩的；哪怕对于非职业手机游戏玩家来说，两年前的高端手机芯片，性能也是足够的，只是屏幕跟不上。大多数人对手机卡顿的体验，根本上源自于操作系统、内存的大小和带宽，而不是手机处理器的速度。如果掏出今年发布的高端机型，把骁龙865换成845，有多少人能察觉出差距呢？ 每年手机发布会现场上，各家CEO竞相对比跑分数据——对比上一代产品，跑分提升XX%，对比友商提升XX%！但CEO不会告诉你的是，跑分和实际使用之间的差距。华为、高通、苹果，每年都会发布一款新的手机处理器，隐藏的信息是，芯片团队只有一年去做芯片的驱动开发、应用适配。因为时间受限，芯片团队通常只会对跑分打榜场景和典型场景做优化，对于其他场景，则很可能只是做到能跑通的级别，离优化差的还远。芯片驱动实际上还有很大的提升空间，芯片不做改动，单单驱动层面的优化，就有可能让手机在实际使用时的性能提升一半。 到此为止，看起来用7nm就够了，为什么需要5nm呢？ 关注手机的同学肯定知道，其实近几年来，手机的同质化严重，每年手机的买点无外乎：处理器、屏幕、摄像头。屏幕从60HZ、90HZ一路升到120HZ，形状也有水滴屏、打孔屏、全面屏等各种变种；摄像头从3000万像素升到5000万像素又到1个亿像素，还增加了望远镜功能。 那么问题来了，有一个手机厂商说，我们的屏幕和摄像都是顶级的，但是处理器使用的还是上一代，因为我们对处理器做了专门的优化，可以达到友商最新款处理器的使用体验，只是跑分不高。请问消费者会买账吗？跑分都跑不赢，谁知道你说的是真的还是假的？另外，5nm难道不是看数字就比7nm强吗？ 事实上，全球手机出货量从2016年开始，稳步下降，手机市场从增量市场过度为存量市场。在增量市场中，厂商们需要做的是把手机卖给没有买过手机的用户，而在存量市场中，厂商要做的是让消费者更换手机。对于没有用过手机的人来说，什么样的智能机都是新鲜的、好用的，但是对于换机的消费者来说，手机可是大件支出，如果新手机不是完完全全的打动我，我选择再等一年。而打动消费者的最好办法是什么呢，只能是数据，毕竟体验这种东西，是购买之后才有的。没有数据，连购买都没有，谈何体验？ ============================================== 2020.6.3 第二次更新 ============================================== 那么除手机处理器外，常年使用最新制程的芯片还有什么呢？答案是，CPU和GPU。众所周知，英特尔的10nm工艺已经快要量产好多年了，虽然英特尔10nm从工艺水准上看，基本等效台积电的7nm工艺，但却迟迟无法与消费者见面。而AMD的ZEN系列，凭借出色的架构和最新工艺加持，在消费级处理器的销售中，成功击败Intel，占据了半壁以上的江山。 在消费级处理器的背后，其实还有一个工业界处理器市场。随着今年来云计算的发展，大批企业组建云计算服务器集群，对工业级处理器的需求激增。工业级的的处理器在单核性能上大都比不上高端消费级处理器，但往往拥有更多的核心数，能够支持TB级别的内存和40条以上的PCIE通道，同时在安全性和稳定性上也有着更严苛的标准。 AMD 在服务器市场的CPU芯片代号EPYC，intel 叫Xeon。在EPYC出世前，Intel的Xeon常年占据99%以上的服务器CPU市场，AMD的市场份额则只有可怜的0.8%不到，在饼状图中只能看到一条可怜的线。EPYC的出现为AMD打开了服务器市场的大门，18年Q4季度，AMD在服务器市场的占有率已经从0.8%激增到5%。而20年目标则是要达到26%！ 抛开架构设计上的大幅进步不谈，7nm工艺为EPYC在服务器市场的大火贡献巨大！ 服务器不同于家用PC，通常有着超高的负载。一台的服务器从安装部署开始，它的生命大概只能维持4年，平均而言，服务器性能每年下降14%，到第5年，服务器的性能就只有新服务器时的40%了。在服务器的整个生命周期内，包含搭建机房、购买CPU、机柜、维护等全部费用后，电费在其中的支出占比可以达到25%，非常的惊人！为什么冰岛能够吸引大量企业前去建立数据中心呢？就是因为其寒冷的天气可以降低服务器的散热消耗，同时丰富的地热可以提供低廉的电价。回到刚才的话题，更先进的制程工艺，可以让芯片的功耗更低，散热更少，隐含的意思就是，服务器整个生命周期的成本更低。按AMD的说法，EPYC可以让服务器的生命周期成本降低10%以上。对于动辄需要投资几亿、几十亿美金的数据中心，10%可不是一个小数目！ AMD的下一代EPYC将进一步使用5nm制程，虽然按上文讲的，5nm芯片的研发支出接近7nm的两倍，但因此带来的竞争力将让EPYC获取更大市场份额，市场份额的增加又会反向摊销5nm研发成本，四舍五入，真的超值！ 所以对于工业界来说，5nm是真香！