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揭開臺積電和三星iPhone 6S耗電差異之謎

作者: 時間:2015-10-16 來源:thenewslens 收藏
編者按:這陣子如果你買了iPhone 6S,你應該十分緊張電話里頭的CPU是那個工廠生產(chǎn),到底是臺積電版,還是三星版呢?到底真相如何?讓我這個半導體業(yè)界的行內(nèi)人為大家解開謎團吧。

  早幾天開始,網(wǎng)上不繼流出兩廠A9的跑分,TSMC的A9比省電20%。蘋果急忙出來否認是次貨,強調(diào)正常使用只差2-3%,更把檢查CPU型號的App下架,讓一般用家無從得知手上CPU的型號。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/281379.htm

  說在前頭,蘋果的官方公布沒有騙大家,跑分不是正常使用。CPU只是電話中眾多元件之一,還有更加耗電的LCD螢幕和無線通訊。在正常使用下,CPU根本沒有多少時間在全力跑,所以就算CPU多耗電20%,平均計對續(xù)航力只有2-3%的影響,的確分別不大,大家實在不需要買到版iPhone 6S就跑去Apple Store退貨。

  不過跑分時耗電量的差異同樣是事實,從Geekbench(目前還有一直在改版的蘋果測試軟體)的跑分數(shù)據(jù)中,很明顯出現(xiàn)兩組不同的耗電量。同一工廠生產(chǎn)CPU總會有些微性能差異,那是半導體生產(chǎn)過程物理上的變數(shù),但三星的CPU很明顯比TSMC的耗電,畢竟兩間廠使用完全不同的技術(shù)。

  此外,CPU運作時電力轉(zhuǎn)化為熱力,中學物理科學過的能量不滅定律,耗電較多CPU自然會較熱,所以三星機在跑分時比TSMC機高出幾度。



  在制作晶片上,三星使用14nm技術(shù),而TSMC則使用16nm技術(shù)。一般而言,半導體技術(shù)越細,運算速度越快,亦越省電。三星明明比TSMC細兩奈米(2nm),有相為證,三星的晶片明明比TSMC的細,為什么技術(shù)低更省電?其實什么14nm或16nm,只是marketing的命名,很久以前半導體業(yè)界說是600nm技術(shù),那組成邏輯單元(gate)的電路的確是600nm寬。

  現(xiàn)在不論16nm也好14nm,其實都是同一代技術(shù),在數(shù)字比上一代的20nm細便行了。在這一代技術(shù)上,Intel的邏輯單元明顯比其他廠的細小,它叫自已做14nm,TSMC有點厚道,知道自已的邏輯單元大一截,不好意思跟著叫14nm,所以叫自已的做16nm。

  三星其實在偷雞,技術(shù)上應該是28nm,之后到20nm,再到14nm。他們跳過了20nm,直接叫自已做14nm,讓外界以為他們在技術(shù)追上Intel。不過也不能說三星完全講大話,在20nm和14nm之間,邏輯單元其實是同樣大小,最重要的分別是改用FinFET技術(shù),即外界說邏輯單元結(jié)構(gòu)上從平面轉(zhuǎn)為3D。FinFET與舊平面技術(shù)的差異太技術(shù)性,我說了也沒有人聽得明白,總之就是更省電,更高速吧。

  這次iPhone 6S里面的A9,三星用是14nm第一代的14LPE技術(shù),而TSMC則是用16nm第二代的16FF+技術(shù)。在半導體業(yè)界中,TSMC的16FF+比三星的14LPE省電20%,基本上是公開的秘密。主要是因為TSMC比三星的leakage做得更好,在電路靜止時電力流失較少,畢竟TSMC在晶片上的絕緣體(substrate)制作上,累積了20nm的設(shè)計經(jīng)驗。三星抄捷徑跳過20nm,到最后始終要交學費的。三星第二代的14LPP技術(shù),應該可以與16FF+看齊,不過量產(chǎn)進度出了問題,所以三星只好用14LPE頂硬上。



  雖說理論上16FF+比14LPE省電,但從來沒有辨法可以證實。正常公司同一塊晶片,不可能出現(xiàn)兩個不同版本,因為不合成本效益。不同晶片不能直接比較,因為省電與否,還有很多其他設(shè)計因素。晶片制作成本十分昂貴,在電路的計設(shè)成本之外,制作一個晶片模(mask)要花幾百萬美元,只能在用一間工廠上生產(chǎn),轉(zhuǎn)換工廠因為物資規(guī)格不同,晶片模要全新重制。只有蘋果這樣有錢的公司,才會把用一塊晶片做兩次,交給兩間不同工廠去生產(chǎn)。A9可以說是半導體行業(yè)中,極觸目的技術(shù)比拼,相信很快便有更詳細的測試,把TSMC和三星的技術(shù)徹底分析。

  這次“晶片門”危機,蘋果很有可能沒有什么損傷,畢竟買iPhone的人買的是蘋果品牌,不會關(guān)心里面用那間工廠的CPU,而實際使用上亦沒有大分別。只是蘋果本來可以很輕易避開這個危機,A9出貨量大要兩間工廠一起生產(chǎn)才足夠供應,但可以iPhone 6S用TSMC,而電池較大的6S Plus用三星。兩臺電話組件有太多不同,不應該拿來跑分直接比較,便不太會出現(xiàn)這次的問題。

  蘋果自Steve Job教主去世后,其產(chǎn)品質(zhì)量控制屢次出現(xiàn)的問題,在以前是絕對不會發(fā)生的。雖然蘋果iPhone仍然熱買,它仍然是世上最有錢的公司,但感覺已經(jīng)完全不同,沒有教主年代的霸氣,反而似十年前剛剛開始盛極而衰的微軟。



關(guān)鍵詞: 臺積電 三星

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