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从iPhone6s三星台积电芯片门学到的

2019/08/15 来源:武汉信息港

导读

近大家应该都听说了苹果(Apple)iPhone 6s/6s Plus智能同时采用两种不同处理器芯片版本(Apple A9 SoC)的

  近大家应该都听说了苹果(Apple)iPhone 6s/6s Plus智能同时采用两种不同处理器芯片版本(Apple A9 SoC)的消息 其中一款A9芯片由三星(Samsung)制造,另一款则来自台积电(TSMC)。A9芯片虽然来自两家不同的代工厂,按理来说执行起 来应该是一样的,然而,台积电与三星所采用的制程却不一样。

  随着Apple采用两家代工厂供货的秘密传开来,科技站开始测试这款,并比较两种版本的A9处理器。结果显示两种版本的效能似乎并非完全相同。这可能会影响到消费者选择哪一个芯片版本的,同时也导致一些消费者担心情况可能被一些不实的测试结果夸大了。

  事实上,真正的差别之一就在于SoC的实体尺寸 三星的芯片比台积电的芯片更小8%。芯片尺寸的差别可能是由于电晶体大小的不同。两家公司都采用新的 D 电晶体制程 台积电发布其制程为16nm FinFET,而三星则称其制程为14nm FinFET,这表示三星芯片的电晶体应该比台积电的电晶体更小。不过,制程名称并不见得直接关系到制程几何尺寸,如今它已经成为一些行销用语。

  采 用不同的设计工具库来打造芯片,也可以解释为什么两款芯片的大小不同。即使两款芯片的功能相同,Apple的A9设计团队也必须分别与每一家代工厂专用的 设计工具库相互配合。例如,取决于不同标准库的设计,用于实现快取的SRAM单元中电晶体数量与面积可能也有所差异。但无论何,芯片大小的差别应该不至于 影响到消费者的体验。

  然而,从一些站的测试结果显示,还有另外一项差异 采用台积电芯片(至少是至今几款测试结果)的显示拥有较 三星版本更长的电池续航力。实际的差异程度正是目前一些争执的焦点。包括像GeekBench与AnTuTu等测试结果,都显示出两款芯片版本之间存在明 显差异。

  Apple觉得有必要发表评论了。该公司表示,实际情况中应该只有2- %的差别。Apple的回应点出了问题的核心:现实世界 的测试是否足够?这些测试显示在大量密集的CPU处理工作负载下,电池的确消耗得更快。但在实际情况下,一般用户通常是周期性地使用CPU,而不会持续性 地使用。不过,两款芯片之间的确存在明显差异,但问题是为什么会有这样的差异存在?

  台积电的芯片之所以能够实现较长的电池续航力,主要的原因在于它比三星的芯片具有较低的漏电流,或是稍低的供电电压。一般来说,更高的漏电流就意味着电池续航力较短,即使是在待机状态下,更高的操作电压效应更可能出现在密集的工作负载中。

  漏电流的原因来自于电晶体未能在逻辑关闭状态下完全关断,导致微量的电流 泄漏 出来。即使是在处理器闲置的状态下,这些漏电流也会持续缓慢、微量地耗用电池电量。

  在这个案例下,电池续航力的差异更可能出在每个元件的工作电压。在智能中,电源管理芯片(PMIC)可控制电压,让处理器因应各种不同的作业条件。 PMIC用于控制电源管理的细节,在轻负载时降低处理器功耗以及减缓时脉速度,从而协助延长电池续航力。为了达到与台积电芯片相同的性能和时脉速度,三星 的芯片可能必须以稍高的电压作业,因而也从电池中汲取了更多电量。

  测试结果显示主要的差别就在于电池续航力,这表示为了符合Apple 的时脉速度要求,三星的芯片必须以稍高的供电电压作业。较高的工作电压可能会导致一些制程变异的结果,但这样的结果会在低负载时带来更高功耗。因此,为了 有效判断三星与台积电制程中的变异,还需要大量的统计样本,而不是仅比较两款芯片。就算是在同一家代工厂,也可能会发生显着的变异。因此,仅由几个测试 站进行几项受限的测试,并不代表对这种情况的结论。

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