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摩爾定律已漸行漸遠,手機SoC該何去何從

2019-07-20

關于手機性能是否過剩一直都是不少人爭論的焦點,其實這個問題永遠都不會有結論,畢竟有些人的手機只是用來看視頻,而有些人卻用手機天天玩方舟生存,不同人群需求的不同也注定了“手機性能是否過剩”這個問題永遠都不會有正確答案。

那為什么會有人提出“手機性能是否過剩”這個問題呢?其實原因很簡單,那就是手機SoC的發展速度過快了,導致現在的手機SoC已經達到了瓶頸期。為什么這樣說呢,你可以想想一下10年前的手機的樣子,諾基亞的塞班系統手機,摩托羅拉的linux系統手機,然后在回想一下兩年前的手機,iPhone X、華為mate 10、三星S8,差距之大不言而喻,但在看一下現在的手機,相比兩年前的手機雖然也有了不小的進步,但遠沒有前者震撼的感覺。

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而進步變小的原因除了硬件達到了一個高度,無法提升之外,另一個原因就是手機SoC達到了一個瓶頸期,而手機SoC發展速度的變慢,間接上導致許多軟件無法前進,從而讓不少消費者在心中產生了“手機性能過剩”的這個想法。

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作為整個手機SoC行業遵循的準則,摩爾定律可以說支配了整個行業的發展。當價格不變時,集成電路上可容納的晶體管數目,約每隔18個月便會增加一倍,性能也將提升一倍,這便是大名鼎鼎的摩爾定律。但從現在來看,手機SoC發展速度的變慢客觀上也表明了摩爾定律正在失效。

從不可能三角定理來看,更高的速度、更低的能耗和更低的成本是不可能同時完成的,但摩爾定律中這三個條件卻得到了全部實現,這是因為在最近40多年以來,半導體的工藝呈指數增長的狀態,從最早的4位微處理器到如今的7nm工藝將近百億晶體管,進步速度之快令人咋舌。然而,這種狀態是不可能無窮無盡的持續下去,因為從目前看,集成電路中的微小的電路如果挨得太近,電子是會穿透的,所以在材質不變的情況下,就會發生漏電的情況,所以7nm已經是現在的極限了。

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黃仁勛也表示摩爾定律每五年增長10倍,并且每10年增長100倍。而現在芯片的性能每年只能增長幾個百分點。每10年才只有2倍,將更多晶體管塞進一個狹小區域的費用和復雜性使得很難再讓芯片性能的定期加倍,因此摩爾定律已經不再適用。

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所以綜合來看,無法集成更大規模的晶體管是摩爾定律失效的主要原因。而摩爾定律本身并不是什么自然規律,只是一個經驗總結,更像是一個KPI,所以即使未來到了制程無法再進步的時候,也會出現新的規律。

不過提升芯片性能我們也可以換一個想法,那就是將塞更多的晶體管轉換為讓現有的晶體管發揮更大的作用,包括軟件的優化以及材質的改變等等,不過雖然軟件的優化以及材質的改變能使芯片性能進一步提升,但各種優化還是要遵循硬件基礎的,這和諾基亞5230無論怎么優化都沒辦法玩王者榮耀一樣。

而目目前隨著手機SoC發展的變慢,在某種意義上也改變了手機的發展軌道,處理器已經不是手機的最大賣點,相反越來越多的用戶開始更注重手機相機、全面屏的設計以及5G的到來,而這也是國產手機廠商最好的發展時期。并且隨著全球芯片廠商到達瓶頸期,也給國產芯片制造企業一些追趕的時間,或許有機會扭轉國產芯片的被動局面。


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