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10nm快登場 還沒弄懂手機處理器工藝嗎【4】

手機中國 馬俊杰
2016年03月13日13:23 | 來源:手機中國【原創】
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原標題:10nm快登場 還沒弄懂手機處理器工藝嗎

  HKMG和poly/SiON

  HKMG全稱:金屬柵極+高介電常數絕緣層(High-k)柵結構

  poly/SiON全稱:多晶硅柵+氮氧化碳絕緣層的柵極結構

  我們可以簡單地理解為HKMG技術更加先進,而poly/SiON技術已經出現了很久,技術上相對落后。台積電在40nm節點的G(通用)工藝分類上就是採用了這種柵極結構。40nm和28nm節點下的LP工藝(主打低功耗)分類也是採用了這種柵極結構。

  上文提及台積電目前處於28nm那些(5種)HP工藝(主打高性能)分類基本上全面普及了更為先進的HKMG柵極結構。

  前柵極工藝和后柵極工藝

  前柵極工藝和后柵極工藝,其實是制造HKMG柵極結構的兩種分支工藝,前者由IBM做主導,三星和GlobalFoundries兩家廠商採用HKMG柵極結構制造的芯片,一般都會選擇前柵極工藝。后者則由Intel主導,台積電那些一大波的28nm工藝技術基本上都是這個分支。最簡單區分就是,台積電28nm節點的芯片分為HP和LP兩種不同的大類型,HP再細分其它小類型。HP(主打高性能)這個大類的芯片基本上都是採用后柵極工藝制造的HKMG柵極結構,LP(主打低功耗)這個大類的芯片則是採用了前柵極工藝制造的HKMG柵極結構。

  前柵極工藝和后柵極工藝對應工藝分類有哪些

  那麼兩種柵極工藝之間有什麼區別呢?由於不是本文重點,為了節省篇幅,我們不去探究原理,隻記住結論,擁有用后柵極工藝制造的HKMG柵極結構的芯片,具有功耗更低和漏電更少的優勢,從而讓高頻運行狀態更加穩定,不會出現運行一段時間后降頻這種現象。相比前柵極工藝無疑更加先進,但是生產制造技術復雜、良品率又低,技術誕生初期很難做到大規模量產,還需要客戶廠商(例如聯發科、Qualcomm、蘋果、華為等)根據需求配合修改電路設計,所以前柵極工藝在早期更受IDM和Foundry歡迎,后來隨著Intel和台積電工藝逐漸成熟,克服了后柵極工藝的種種問題之后,近幾年逐漸取代前柵極工藝成為HKMG柵極結構的主要制造工藝。

  總結:普通消費者對手機產品本身比較感興趣,關注系統運行速度,游戲卡不卡,程序兼容性,發熱和續航等淺層次用戶體驗。

  對數碼產品比較感興趣的用戶則會進一步研究為什麼系統運行速度會慢,為什麼我需要經常重啟手機,為什麼不清理后台系統就會卡,為什麼iOS用起來就是比Android流暢?

  iOS依然是公認的流暢性優化得比較好的系統

  而對科技的沉迷早已“病入膏肓”的技術宅來說,在得知處理器、RAM、ROM是影響系統運行速度的三項關鍵要素之后,我們就會進一步研究這三種硬件是如何配合,並共同發揮作用的。在研究期間,技術宅就會發現PC領域和手機領域很多知識是共同的,從而方便我們用以往學到的知識解釋手機處理器上的原理。

  舉個例子,普通消費者、數碼愛好者和技術宅一起來到售后服務中心,消費者和客服經理投訴這台手機非常不好用,吵得面紅耳赤之際,來來去去就是吐槽系統卡、游戲載入慢、重啟次數多、經常清后台這些表層現象。

  數碼愛好者就會分析其實和處理器、RAM和ROM這些參數有關,不說還好,聽完數碼愛好者的分析,消費者吵得更厲害了,當初買這台手機的時候,宣傳參數上那豪華的真8核處理器,3GB RAM,64GB ROM都是假的?旗艦級別的配置就是這種表現?

  數碼愛好者進一步解釋真8核的定義,這種真8核和另外一款旗艦機的真8核是不同的,主要是架構和工藝制程、工藝分類不同。好吧,數碼愛好者本以為能夠平息這場紛爭,誰知道消費者還在糾結都是28nm,為什麼HPM和LP工藝的處理器會有不同的表現?

  技術宅是時候登場了,HPM和LP之間最重要區別就在性能和漏電率上,HPM在性能上更優,漏電率也更低,LP則更適合中低端處理器使用,因為成本低。接著還會通過硬件監控的App進一步解釋類似問題,同樣是8核處理器,運行大型游戲的時候,有的處理器受制於架構、工藝制程、工藝分類落后,在玩得興高採烈之際突然降頻、關閉部分核心,這個時候系統自然就開始卡了。監控軟件還能夠實時監控其溫度變化,進一步告知消費者為什麼手機會自動重啟或者通過死機方式讓手機內部溫度降下來。

 

(責編:張歌、陳鍵)

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