芯片世界觀︱蘋果A10X處理器為啥非要采用臺(tái)積電10nm工藝？這幾點(diǎn)理由夠不夠

事關(guān)經(jīng)濟(jì)，同時(shí)還可以帶來(lái)更好的性能表現(xiàn)。

就在前不久，有分析師稱蘋果公司下一代平板電腦處理器，可能被命名為 A10X 或者 A10X Fusion，將會(huì)采用臺(tái)積電的 10nm 制造工藝生產(chǎn)。

相比之下，蘋果用在最新發(fā)布的 iPhone 7 和 iPhone 7 Plus 上的 A10 Fusion 處理器，則采用了臺(tái)積電較為成熟的 16nm 工藝。

本文，我將給出蘋果可能會(huì)選擇使用 10nm 工藝制造 A10X 處理器的理由。

經(jīng)濟(jì)性問題
據(jù)蘋果公司聲稱，A10 Fusion 芯片內(nèi)部集成了 33 億個(gè)晶體管，據(jù)我估計(jì)，在臺(tái)積電的 16nm 工藝上部署這么大數(shù)量的晶體管，會(huì)造成該芯片面積相當(dāng)客觀。

為了估計(jì)出 A10 Fusion 芯片到底有多大，可以通過對(duì)比蘋果的 A8 芯片。A8 處理器采用了臺(tái)積電的 20nm 工藝，內(nèi)部封裝了 20 多億個(gè)晶體管（根據(jù)蘋果公司給出的數(shù)據(jù)），芯片面積為 89 平方毫米（根據(jù) Chipworks 給出的數(shù)據(jù)）。由于臺(tái)積電 16nm 工藝并沒有比其 20nm 工藝在面積縮減上有多大的進(jìn)展，所以根據(jù) A8 處理器的面積大小粗略估計(jì)一下，A10 Fusion 的芯片面積大約為 147 平方毫米左右。

這種尺寸的芯片對(duì)于智能手機(jī)來(lái)說太大了。天吶，微處理器巨頭英特爾用在筆記本或臺(tái)式機(jī)上的處理器甚至都沒有這么大。

鑒于與 A10 相比，A10X 很可能會(huì)集成更多圖形內(nèi)核和一些其它特征，所以如果它仍然采用 16nm 工藝的話，會(huì)造成該芯片的面積超過 150 平方毫米。

在技術(shù)上這并非做不到，但是，即便做得到，成本也會(huì)相當(dāng)高昂。

轉(zhuǎn)移到 10nm 工藝上有助于降低成本
同一顆 A10X 芯片，采用臺(tái)積電 10nm 工藝制造將比采用其 16nm 工藝制造在尺寸上小得多，假設(shè)相比之下 10nm 工藝減少的面積成本比從 16nm 工藝轉(zhuǎn)移到 10nm 工藝增加的晶圓成本要大，那么在 10nm 工藝上制造 A10X 會(huì)更加便宜。

能夠更加確立成本優(yōu)勢(shì)的另一個(gè)因素則是良率問題。臺(tái)積電現(xiàn)在的 16nm 工藝相當(dāng)成熟，但是眾所周知的是，在制造更大尺寸芯片時(shí)，制造工藝的良率都會(huì)低于制造小尺寸芯片的良率。

假設(shè)當(dāng)臺(tái)積電爬產(chǎn) A10X 芯片時(shí)，其 10nm 工藝已經(jīng)達(dá)到了穩(wěn)定狀態(tài)，那么采用 10nm 工藝制造 A10X，肯定會(huì)在良率上高于采用 16nm 工藝制造 A10X。

在性能 / 功耗上也有好處
雖然從 16nm 工藝過渡到 10nm 工藝的最大好處是降低成本，但臺(tái)積電同時(shí)聲稱，10nm 工藝還具備一些性能 / 功耗上的優(yōu)勢(shì)。這種性能優(yōu)勢(shì)將使得蘋果處理器能夠表現(xiàn)出比 16nm 工藝上更加優(yōu)異的性能。

期待 A10X 成為性能猛獸
根據(jù)陸續(xù)公布的跑分?jǐn)?shù)據(jù)，A10 Fusion 已然是一個(gè)猛獸級(jí)的移動(dòng)芯片，我也很期待蘋果將在下一代 iPad 處理器上令人驚艷的表現(xiàn)。蘋果的芯片設(shè)計(jì)功底和卓越表現(xiàn)基本上可以認(rèn)為和所使用的制造工藝關(guān)系不大，但是過渡到 10nm 工藝顯然會(huì)幫助其降低成本并提高性能。

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