如果增大面积性能不是更容易提高吗?工艺难度也没有那么高了?
为什么要小,首先从物理散热这方面说,体积越小形状越薄的物体散热越快,从这方面就不能理解为何我们见到的处理器都是薄薄的一片。
重点是能耗,随着移动设备的大范围普及,移动处理器的需求剧增,移动设备有一个硬指标就是能耗,简单点说就是充满电能用多久。一种办法是增大储能量装大容量电池,还有一个方法就是降低功耗。举个例子,14纳米技术和10纳米技术不懂的人看上去相差并不大,但对应处理器中的无数个微小的晶体管的总能耗,差距就太大了,两种技术的CPU每个晶体管的能耗相差并不是10/14,因为晶体管是一个立体,所以能耗是10/14的三次方,约等于36.44%,也就是说相同主频相同晶体管数量的10纳米处理器能耗理论上只有14纳米处理器能耗的36.44%,所以就不难理解为什么处理器的密度会越来越高。
芯片的性能(频率、面积、功耗)与芯片中集体管个数并没有必然联系,而仅仅通过增大面积无法达到提高性能的目的。半导体发展起来的时候存储器厂家放言,容量大小再不会与体积相关了。处理器厂家也紧接着放言,性能大小与体积也无关了。
45nm—32nm—22nm—14nm,CPU生产工艺的不断进步可能很多人看来是顺其自然,但是这里面每一次进步都面临着巨大的问题和压力,投入的资金也是呈几何倍数增加,投资的增加就相当于成本的增加。拿现在的晶圆厂普遍使用的300毫米晶圆来说,面积越小的CPU芯片一个晶圆所能切割的成品芯片数量就越多,打个比方,进入成熟量产期的一片晶圆价值6000美元,片上一共能切割出200颗成品芯片,这样简单计算的话一颗芯片成本就在200元人民币左右,不过我们还没计算良品率,因为每一片晶圆都会有或多或少的不均匀瑕疵,如果这些瑕疵落在了芯片上,那这些芯片就不能用了,或者被降级出产,这些都是要付出的成本。