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全球首款3nm芯片A17Pro:效能拉胯,台積電都要被坑了?

2024-07-27台海

導語

最近蘋果推出了基於3nm工藝的A17 Pro芯片,A17 Pro芯片是在A15 Pro芯片基礎上提升而來,經過工藝的提升晶體管數量也足足增加了20%之多,達到了奇妙的190億。

但是這款A17 Pro芯片的效能卻讓人感到有點兒不適,究竟是什麽原因呢?

A17 Pro芯片詳解。

A17 Pro芯片是蘋果公司自己研發的芯片,也是目前最為先進的一款芯片,比起目前最為主流的5nm工藝芯片,A15 Pro芯片的晶體管數量不僅比A15芯片多,效能也提升了不少。

其中A15芯片的晶體管數約為157億個,而A17 Pro芯片則達到了190億,效能也比A15芯片提升了20%左右,但是根據物理學等方面的公式計算出來的晶體管數量並不是這個數值,那麽為什麽會有這麽大的出入呢?

這是因為A17 Pro芯片晶管的數量要由若幹年後的3nm晶體管數量決定。

而晶體管的數量與芯片的效能並非成正比,但是我們可以大概的估計晶體管的數量。

如果A15芯片是5nm工藝制造而成的,那麽A17 Pro芯片采用3nm工藝晶管的數量乘上2/3剛好就是A15芯片的晶管數量,所以我們可以大概的估算出晶管的數量。

那麽使用3nm工藝制造出的A17 Pro芯片晶管的數量超過了A15芯片的數量,同時效能提升了20%左右,那麽按理來說190億晶管能夠讓A17 Pro的效能翻一番,但是只翻了20%。

那麽這其中又是為什麽呢?

1、A17 Pro芯片的升級。

在蘋果公司的A15芯片上共有於12 億,隨著工藝的進一步提升,效能進一步提升的空間已經越來越小,所以即使用3nm工藝制造芯片,一個3nm的晶管取代了一個5nm的晶管,面積也沒有因此變得足夠小。

而且隨著工藝的不斷提升,一個最小的元件組成的面積也會越來越小。

盡管A17 Pro芯片的面積變大,但是並不能對芯片的效能帶來很大的提升。

這也就意味著A17 Pro芯片的效能要想再提升,將會使其面積過大,甚至難以包裝,因此A17 Pro芯片的效能提升也並不是很容易的。

另一方面,A17 Pro芯片的效能提升還有待於芯片的架構來提升,但是芯片的架構盡管還存在提升空間,但是也基本上達到了極限,因此提升A17 Pro芯片的效能也沒有前面的那麽容易。

A17 Pro芯片是基於A15 Pro芯片的架構設計,並且在A15 Pro芯片的基礎上加入了更多的技術,所以A17 Pro芯片的效能比A15 Pro芯片高出不少,而且A17 Pro芯片的GPU效能也大大的超過了A15 Pro芯片。

A15 Pro芯片的GPU核心數為5 個,而A17 Pro芯片的GPU核心數為6 個,單核效能提升了20%,多核效能提升了19%,但是從這個數值上來看,效能提升的振幅並不是非常明顯,卻遠不及它所套用的復合材料的實力。

2、為何A17 Pro芯片的效能會這麽差。

而A15 Pro芯片的GPU核心數為5 個,A17 Pro芯片的GPU核心數為6 個,則A15 Pro芯片的GPU效能提高了20%,A17 Pro芯片的GPU效能提高了19%,在這一項指標上更是弱於A15 Pro芯片的效能,這其實與A17 Pro芯片套用的先進材料的能力是不相符的。

還有一項是NPU效能,它是用來進行神經網絡的計算和處理,其效能的提升具有重要的意義。

由於現在各大芯片廠商都在不同程度上套用算力,在這一項的指標上,A15 Pro芯片的NPU效能為17TOPS,而A17 Pro芯片的NPU效能高達35TOPS,相比A15 Pro芯片翻了一倍多,因此A17 Pro芯片的NPU效能相比A15 Pro芯片還是有很大提升的。

雖然A17 Pro芯片的效能不盡如人意,但其核心技術再次提升,A17 Pro芯片無疑是一款優秀的芯片,畢竟制作芯片需要巨大的資金以及深厚的技術積累。

晶體管的數量增多,核心效能有限,這也是由其工藝決定的,一部手機的芯片效能再強大,如果電池電量無法支撐,那又如何體驗它強大的效能呢?

同時由於A17 Pro芯片的升級,從A15 Pro芯片升級到A17 Pro芯片的花費也不菲,這也是為什麽蘋果手機價格依舊高昂的原因。

芯片的效能提升不僅在於工藝的提升,還有可以進行最佳化和升級的地方。

現如今3nm工藝雖然使用起來仍有不少不方便的地方,但是其技術水平遠遠高於5nm工藝,更先進的工藝也更有優勢,可以使芯片的效能大幅提升,同時還可以減少能源等資源的使用,所以芯片的效能不僅提升在於工藝的提升,還有架構的最佳化和設計。

台積電3nm工藝芯片。

眾所周知,台積電旗下的5nm工藝芯片也在此前就已經廣受大家的關註,掀起了提升芯片工藝生產的一場革命,與此同時,台積電的3nm工藝芯片的價格也是各大制造廠商的聚焦點。

那麽3nm工藝芯片相比5nm工藝芯片有什麽突破之處呢?

中國證券報曾指出,台積電今年的3nm晶圓價格漲幅在25%左右,而且3nm晶圓的價格也從5nm時代的1萬美金漲到了1.25萬美金。

從3nm晶圓的漲幅來看,可以看出未來的晶圓價格逐年增高,台積電的3nm芯片制面積預計將超過700平方毫米,這將使得單顆芯片的價格昂貴,所以很多芯片廠商都不願意升級芯片。

因為雖然效能會提升,但價格也會隨之而上,這顯然不是眾所希望的。

蘋果A15標準版芯片的制作面積達到了146平方毫米,那麽到了3nm工藝制造,芯片的面積將會更大,肯定會使生產成本大幅提高,同時制造出來的價格也會大幅上漲。

今後,3nm工藝制造芯片的制作面積將更大,價格也更高,這迫使廠商不得不考慮芯片的成本,對芯片的規模等進行重新的評估。

同樣,華為麒麟芯片也在台積電3nm工藝的生產線上進行生產,廠商在這一方面也面臨相同的問題,3nm工藝的芯片雖然面臨價格上漲,但是其效能也是一種全新的體驗。

3nm工藝芯片的價格上漲將導致整個芯片產業的成本體系發生變化,甚至可能會影響整個行業的競爭格局,從而改變整個產業的格局。

從這一方面來說,3nm工藝芯片並非能夠成為芯片行業的突破口,其價格上漲將直接阻礙廠商更新芯片,如果廠商不更新芯片,那麽芯片的效能方面也就不會有太大的進步。

A17 Pro芯片的未來發展方向。

雖然A17 Pro芯片的效能與之前的A15 Pro芯片相比提升還不算很高,但是A17 Pro芯片作為一款新型芯片,仍有很大的優勢和發展空間。

隨著芯片工藝的提升,其效能空間也相對來說更加穩定,但是這並不代表A17 Pro芯片的效能提升就不會再上升了。

A17 Pro芯片的效能雖然提升了,但是其能效方面並不算很高,能效是衡量芯片的一個指標,在提高芯片的效能的同時還要提高芯片的能效,這需要對芯片的架構進行深度的最佳化。

此外,芯片的穩定性也是衡量芯片優劣的一個重要指標,隨著芯片不斷的進行最佳化和提升,其穩定性也會更好,芯片的效能保持在一個較高的水平。

雖然A17 Pro芯片效能沒有人們預期中的那麽強大,但是A17 Pro芯片在效能方面仍然有很大的優勢,尤其是在NPU方面的效能有了很大的突破,使其在人工智能方面的效能比較高。

A17 Pro芯片作為一款新型芯片還有很多的未知空間,隨著芯片的效能不斷提升,A17 Pro芯片在未來還會有更大的突破。

但是A17 Pro芯片的未來發展方向眾說紛紜,只有把握好每一個節點,才能更好的走向未來。

結語

A17 Pro芯片的面世無疑是一件好事,盡管在效能方面表現不盡人意,但是其工藝正處在一個新的階段,隨著芯片的最佳化和提升,A17 Pro芯片的效能會有所改進。

3nm工藝的面世,有利於芯片的發展,但是其制作成本有很大的影響,新的技術發展需要花費更多的時間,才會有所體現。