為什麼CPU的製程不能跨代發展?

時間 2021-05-07 00:37:10

1樓:咆哮的CPU

從沙子到CPU成品中間,有幾百個環節,每個環節都能提供幾百人到數十萬人的就業崗位

而且還是單線的,缺一環下面那環就進行不下去那種這種情況,如果想躍遷

請你想象一下如何帶著這數百萬人一起躍遷?

2樓:勝勳

1,為什麼CPU的製程是按照65nm/45nm/28nm/14nm/10nm/7nm……這樣的順序來?為什麼沒有出現30nm、20nm等數字?

純粹是為了電晶體數量的「整數倍」提公升吧

根號0.5 = 0.7071

所以把製成按照「上一代的 0.7071倍」發展,就能實現「電晶體數量剛好翻倍」的目的

2,為什麼CUP的製程不能跨代發展?掌握了28nm的我們,直接研製7nm的阻礙是什麼?

也許兩者之間的製造流程不一樣吧

3樓:acebear

為什麼馬斯克要移民火星?直接跨代星際移民到數光年外的星球上不好嗎?

為什麼中國要研究可控核聚變?直接跨代研究反物質湮滅發電站不香嗎?

為什麼中國要發展高鐵?直接跨代研發垂直起降私人飛機不行嗎?

為什麼中國要研發5G 6G通訊技術?直接跨代發展中微子/引力波雙模混合通訊不可以嗎?

憋大招當然理論上也不是不可以,遊戲裡也真有人這麼做

憋大招的問題就是在大招憋出來之前,是只有投入,沒有產出的

假定我們現在的生產能力是100/年,消耗是50/年,有多餘的50/年用於發展

(可以理解為,如果我們所有人都生產衣食住行物資,那麼1年可以生產100個單位

但我們所有人其實只需要消耗50個單位,所以我們可以只讓一半的人來生產這50個單位的物資

而另外的一半人來研發科技)

假定一項科技需要200個單位能研發出來,那麼共計需要4年時間,200/50=4年,很簡單吧

假定一項跨代科技需要400個單位能研發出來,那麼這樣需要8年時間,400/50=8年,so easy!

下面是關鍵點了

如果需要200個單位能研究出來的科技,研發出來後,能使我們的生產能力翻倍提高到200/年,那麼我們每年其實只需要1/4的人來生產衣食住行物資,每年能用150單位來搞科研

於是我們現在先研發低階的200單位的,還是花了4年

然後再研發400單位的,這時 400/150 = 2.67年

一共是 4+2.67 = 6.67年!你看!比直接跨代研發的8年快多了!!!!

如果你了解銀行複利計算,你會知道,最快的增漲是以自然數e(2.718)為底數的增漲 小螺蠣:自然對數的底e到底有多自然

跑題一點點:

相比現在計算機採用2進製,理論上3進製更接近2.718,會更強大一些

比如,同樣採用6個狀態,用2進製,可以表達3位,最大表達 2^3=8個狀態

而如果還是用這6個狀態,改成3進製,可以表達2位,最大表達 3^2=9個狀態

32位無符號整型,現在2進製下共64個不同狀態,最大表達2^(64/2)= 4G(40億);如果用3進製,用63個狀態,最大可以表達3^(63/3)=10G(100億) 三進製計算機 - 搜尋結果 - 知乎

但使用3進製會更複雜一些,所以現在計算機使用了2進製,理論上沒有3進製強大,但實際上更簡單,更易於設計和製造。

參見 https://www.

這個回答裡針對CPU技術更具體的回答,你會注意到「比如Intel 10nm相比14nm,最大密度提高2.7倍」,2.7這個數字好眼熟 ,說不定真的是intel科學家在追求極致,但intel追求2.

7倍差點翻車了,導致大家都選擇更穩妥一點的2;實際上這幾年看來,「每代力爭密度提高2倍,所以這個間距一般為根號2的幅度微縮...」,

所以,2.718是限制不能跨代發展的根本原因!不止是CPU,所有這種可以在前乙個基礎上以乘法方式發展的,都不能超過2.718,超過了反而更慢!

同樣的原因,打遊戲憋大件的往往會輸~

4樓:紅巨星

進步多少算跨代?

如果按密度翻倍的話,英特爾近兩代都是超過了,而台積電都是略差一點,三星注水最嚴重。

幾代積累下來,到10nm已經完全錯位了。

放幾張圖

5樓:pansz

CPU製程可以跨代發展,但代工廠的製程不行,步子大了容易扯著蛋。

AMD可以從14nm的GF換到7nm的台積電,從CPU設計角度跨代沒問題。

但是台積電之所以有7nm也是一步乙個腳印過來的。10nm製程是高通蘋果華為的訂單幫他完善的。

6樓:MebiuW

對於正常的半導體工廠來說一般不會跨代發展,因為目前看來按照乙個恆定的0.7X(密度2X)速度、或者更小的速度去發展可以比較好的平衡發展速度和風險。過於激進的策略可能會翻車到萬劫不復,你看Intel的14nm和10nm提公升密度進步後翻車到什麼程度,而每次非常保守的台積電現在情況怎麼樣?

半導體行業的約定俗成中,每一代工藝應該提公升一倍的密度,由於電晶體數量可以近似看做在乙個二維平面內的內部矩形數量,電晶體的一邊縮短到0.7X,那麼整體面積就是0.7*0.

7=0.49 約等於密度翻倍,所以一代工藝到新一代工藝,通常就是0.7X附近的命名,再隔一代就是0.

5X。實際當中每一代不一定提公升兩倍密度,但大體還是採用這種方式,差不多夠一代就0.7X。

所以你可以看到正代工藝大約是這樣的路線:130nm 90nm 65nm 45nm 32nm 22nm。

TSMC 三星等代工廠為了滿足客戶需求,可能會有半代工藝,基於當前工藝改進,但又不足一代,所以可以看見有80nm 55nm 40nm 28nm 20nm等,半代工藝也大體遵循0.7X 每兩個半代之間差0.7X。

進入到FinFet時代後三星率先開始注水,14nm密度基本和20nm類似,但是為了體現FinFet優勢,注水命名了20FF為14FF。台積電也同樣注水命名20FF為16FF。Intel沒注水,但因為下一代工藝密度提公升較大,22nm進步了1.

5代到了14nm 而不是16nm。此時把14nm扶正成為正代工藝,隨後大家在自己的標準上(代工廠注水一代,Intel沒有),陸續發展了10nm 7nm。期間有一些沒到一代的半代工藝(12nm 11nm 8nm 6nm等)

到了7nm之後,三星再次注水這次沒有什麼革命新技術,直接把7nm第二代7LPP改名為5LPE,可以說對於三星幾nm已經沒多少實際意義了,7nm 6nm 5nm 4nm全都是和台積電7nm同代,和Intel10nm同代。

台積電注水一次後沒有再次注水,Intel依舊沒有注水,所以Intel 7nm 台積電5nm 三星3nm這個看似三代工藝的其實是一代工藝(按照密度算)。

當然對於晶元設計廠來說,就可以選擇最合適的工藝,如果工廠有N+1代工藝,直接跳過也是可能的。

7樓:JZWSVIC

這個65nm/45nm/28nm/14nm/12nm/7nm倒談不上CPU的製程,一般這是FET的柵極間距線寬的數字,這些數字的變遷往往代表著晶元微縮的幅度,即你可以理解為理想狀態下,柵極間距縮小,電晶體整體也會縮小,平面雕刻的FET按照摩爾定律的要求,每代力爭密度提高2倍,所以這個間距一般為根號2的幅度微縮(平方就是2了)。當然進入finfet時代,如果你真的按根號2的比例來微縮電晶體,大概就是根號2的立方了,比如Intel 10nm相比14nm,最大密度提高2.7倍,就是接近根號2的立方,但由於Intel10nm的前車之鑑,現在沒人真的這麼幹了

當然一般大致按0.7來算,所以65nmX0.7是45.

5,45.5X0.7是31.

85,大致形成了65nm到45nm到32nm到22nm到14nm到10nm到7nm的歷程,由於乘的數並不是什麼整五整十,甚至只是個奇數7的小數點的數,也就很難遇到整十整十的數連著出現,當然目前完全遵循這個全代工藝規律的只有Intel,號稱摩爾定律捍衛者的,所以問題來了,這裡沒有提到28nm 12nm啊,那就要說半代工藝了,早年Intel工藝領先,在摩爾定律驅動下製程遙遙領先對手,台積電逐漸使用一種叫半代工藝的說法來與Intel進行對標,比如90nm到65nm之間,有80nm,65nm到45nm之間有55nm,這種說法表示介於兩者之間,有過渡節點的意味,所以55nm後有40nm,然後有28nm,然後有20nm,其實還是基於X0.7的規律來的。

尤其是自從10年前的40nm世代開始,由於intel已經率先在08年以45nm HKMG工藝量產,標誌傳統IDM已經無法與其競爭的情況下,比如IBM等IDM逐漸也進行外包生產,此時代工廠已經統一口徑推出半代工藝,所以你會發現台積電這樣的代工廠沒有32nm,22nm這樣的工藝,而是與intel這樣的全代工藝錯開,CPU上的intel和AMD還會使用全代工藝,SOC已經跟隨代工廠使用半代工藝,當然隨著Intel工藝停滯,台積電也用不著用什麼半代工藝的說法來遮遮掩掩了,台積電自10nm後,也是10nm 7nm 5nm 3nm這樣作為大節點推進,當然嚴格來說還有個6nm,其實也可以理解為7nm與5nm之間的東西。

至於製程能不能跨代,那肯定能啊,中芯不是已經量產14nm了嗎,從28到14還不算跨代?至於直接研製7nm的問題,我覺得不要整天想這些,沒啥意義,如果這只是個數字遊戲,你只要做乙個比14nm好的,你願意叫7nm也行,如果你想造台積電7nm的產品,那其實是乙個深刻的社會問題,技術只是乙個較小的方面

8樓:超合金彩虹糖

CPU的製程當然可以跨代發展,比如說AMD的ZEN2就是,ZEN+原本還是12nm(即14nm改良),ZEN2直接跨過10nm上7nm了,

而且「為什麼不出現30nm、20nm之類的數字」,這種製程一般是晶圓廠研發的時候定的,某些廠家注水也隨便叫,像Intel的14nm和三星的14nm就完全不是乙個級別的,後者被前者碾壓,所以不能光看數字,其他方面也要兼顧看,比如說漏電率、比如說效能,

20nm這個節點台積電有,

CPU跨製程發展是可以的,但是前提是你得有能用的跨代的製程可以用啊,都沒東西用那怎麼跨嘛,直接從28nm跨去研製7nm不現實,別的掌握先進製程的廠家都是一步乙個腳印走過來的,這可是最尖端的製程了,幾乎不可能讓你就隨便說做7nm就做7nm,而且7nm造出來你還得量產啊,要是良率不達要求,強行量產,那還非常虧的,

然後製程進步之後最好是微架構也有改進,這是提高IPC的途徑,只提高製程也不可取,不能指望先進製程總是能夠提高頻率,微架構的改進還是需要同步進行的(其實這個難度也不小),

現在好像國內剛好10nm搞好,但是良率方面還在提(我聽說中芯的14nm良率都不好看),還不能商用,這種事真不是說加速就加速得了的,領導一拍腿,下面磨斷腿,

不知道後續7nm節點要不要用到EUV光刻機,台積電的初代7nm是沒有用EUV的,但是三星的7nm用了EUV,如果是學三星的話,那EUV光刻機這裡得有滿足需求的數量才行啊,滿足數量之後研發才進行的下去,

路漫漫其修遠兮。

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