一提到芯片,大家首先想到的可能是国内芯片行业的处境有多难,什么时候国产芯片能够立足于世界。这是国人的心愿,相信这一天终究是会到来的!
但今天不讨论这个,而是谈谈芯片行业中,一个比较怪异的事实:PC芯片比手机芯片发展更早,按理说应该更先进,但为何现在手机芯片大都是7nm,而PC芯片还在10nm及以上?今天我们就来谈谈PC芯片的发展,看一看。
要想了解PC芯片的发展为什么不如手机芯片,首先要了解芯片中,非常的三个指标:「频率」、「功耗」和「散热」。
CPU的频率一般决定着手机或者PC的运行速度,随着科技的不断发展,频率由过去的Mhz发展到了现在的Ghz。
在这里所说的CPU频率,一般是指CPU「主频」,除了主频外,还有「倍频」与「外频」之分。它们之间的关系为:主频=外频×倍频。
而外频指的是CPU的「基准频率」,单位是MHz。它代表的是CPU与「主板」之间同步运行的速度(也可指内存与主板之间)。简单来说,CPU的外频直接与内存相连通,可实现两者间的同步运行状态,速度越快,反应越快。
「倍频」这个概念,在早期的CPU中,是不存在的,主要是因为那时候的CPU主频和系统总线的速度几乎一致。随着技术的发展,CPU速度越来越快,内存、硬盘等已经跟不上CPU的速度了,而倍频的出现就解决了这个问题。
如果把外频看作是机器内的一条生产线,那么倍频则是生产线的条数。CPU一般在出厂的时候,倍频基本上是锁死的,所以一般只能对主频进行改动。
通常来讲,在同系列CPU中,主频越高就代表速度越快,但对于不同类型的CPU,它就只能作为一个参数进行参考。所以手机芯片中的主频和PC中CPU的主频是完全不同的两个概念,没有可比性。
「功耗」是所有电子设备中,都有的一个指标。它指的是设备工作时,在单位时间中所消耗的能源数量,单位为W。说人话:就是指耗电量。
而在CPU中,功耗一般指的是「TDP功耗」,也被称为热设计功耗,它反应的是一颗CPU达到最大负荷的时候,释放出的热量,所以它不是CPU真实的功耗(TDP是小于实际CPU功耗的)。
当然,功耗和发热量几乎是成正比的,目前CPU厂商也越来越重视CPU的TDP功耗,希望在提高CPU主频下一并降低TDP功耗,也就是增强性能的同时,减少发热。
CPU散热,就目前来说,它是一个独立的系统,与CPU本身属性并无关系,但它却是决定CPU能否稳定运行的关键点所在。
我们都知道,CPU在工作时,会产生大量的热,如果不将这些热量及时散发出去,轻则导致死机,重则CPU可能会面临被烧的风险,所以CPU散热器就扮演着将热量排除,达到及时给CPU降温的角色。如果没有散热系统的存在,多数情况下CPU都是不能正常工作的。
现在的散热系统一般分为三种,「风冷散热」、「水冷散热」和「传导散热」。在PC端,大多数以风冷和水冷为主,而在手机端,大部分就是传导散热了。
说完了CPU中的三个指标,我们在来看看问题本身:PC芯片发展为何不如手机芯片?
要知道,工艺制程的提升,对CPU而言一般就意味着性能提升,功耗降低和发热量减少。
对于PC而言性能为先,在有「独立散热系统」的基础上,功耗和散热都可以靠边站。在功耗上,PC的电源配置一般都远远大于整机实际的功率,散热就更不用提了,什么大霜塔,360水冷(如果还不够,就用液氮!)都能达到很好的散热效果(至于笔记本可能稍有限制)。
所以在PC端:性能 > 功耗 > 散热。在相同的性能下,就根本不用考虑功耗和散热。换句话说,在性能得到保障的前提下,无需再去研究如何提升工艺,来降低功耗和控制发热量,现在的工艺能够完全满足对于性能的要求。
但在手机芯片上,情况却完全不同。性能、功耗、散热这三者缺一不可,这是因为手机空间狭小,集成度远比PC高。根本没有多余的空间,用以加入独立的散热系统。要想在确保性能的同时,并降低功耗,就需要从CPU自身出发。而这样做的选择只有一个,就是提升制造工艺!只有制造工艺上去了,才能基本满足对性能和功耗的要求。
所以,这就是PC芯片发展为何不如手机芯片的原因。
了解PC芯片发展为何不如手机芯片之后,是不是觉得还是很有道理的,其实7nm的电脑CPU已经有相当一部分了问世了,那就是来自AMD的三代锐龙系列,一经问世,就将Intel辛辛苦苦挤出的9代牙膏I9 9900KS一套带走。
当然对于AMD来说,是用远多于Intel的核心数取胜的,单核表现却一般。但小编想说的是,14nm的工艺,5G的睿频所带来的的巨大功耗和热量,不能够再让Intel往上堆核心数了,要想改变,就得提高制造工艺。说不定在这波AMD的推动下,Intel 的7nm芯片的制进程会进一步加快。
本文编辑:@ 小淙
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