高通被人罵了兩年火龍，到底是誰的鍋？_風聞

本文原創於微信公眾號：差評  作者：差評君

這兩年啊，想換安卓的小夥伴，肯定都聽過這麼一段吐槽：

 “888 ， 8Gen1 ， X 都不買！ ” 

雖然這是一句玩笑話，但也能看得出來，這兩年安卓的旗艦產品，給大家折騰的有多 “ 爽 ” 。

發佈會上的 “ 最強性能 ” 每年都能聽到，但功耗卻也飆的停不下來。

咱把時間再往前撥三年。

那時候，誰沒事兒會吹自己用了多好多好的散熱黑科技哦。。

但是沒辦法，大家罵歸罵，想換安卓機也沒啥別的選擇。

但是吧，心裏還是不由得想問一句。

高通這兩年，到底為啥這麼熱？

>/ 發熱問題不可避免

咱知道，只要做功，就一定會帶來發熱。

而對芯片來説，這發熱則主要由動態功耗和靜態功耗兩部分構成。

動態功耗（ Dynamic Power ）主要指的是芯片在工作時產生的熱量，包括電路的充放電，晶體管工作狀態的跳變。

靜態功耗（ Static Power ）主要是指芯片中各種類型的漏電流和競爭電流等等。

拿開關來舉例子的話，動態功耗就像是咱們反覆開關這個開關而產生的功耗。

而靜態功耗就像是這個開關為了維持它當前的狀態（ 是導通還是截止 ），靜置在原地所產生的功耗。

那咱們做的芯片嘛。。。

自然是希望晶體管密度越來越高，對應的芯片的性能越來越強，功耗越來越低。

然而，芯片才不和你講什麼 “ 理想 ” 。

這幾年咱們把 “ 開關 ” 越做越小，動態功耗的的確確是降低了不少。

但是隨着芯片設計進入納米領域之後，靜態功耗的漏電問題就開始翻車，而且越來越嚴重。

歸其原因，可以理解為 “ 開關 ” 做的太薄了，擋不住兩邊的電子 “ 偷渡 ” 。。。

所以想要減少這漏電呢，就需要整點新的結構，新的材料。

重新構建這又薄，又能阻擋 “ 偷渡 ” 的開關。

在芯片做到 28nm 的時候，這個技術就是 FinFET （ 鰭式場效應晶體管 ）。

而現在工藝慢慢做到 5nm ， FinFET 也不太管用了。

漏電水平彷彿一個圈，重新回到當年 28nm 工藝時的困境。

這時候，大傢伙倒騰出來解決問題的未來新工藝，叫做 GAA （ 全環柵晶體管 ）。

這倆工藝和之前的區別，簡單來講就是從二維拓展到三維。

增大了接觸範圍，能夠更好的控制漏電。

不過吧，可能是出於保守和以及工藝驗證的原因，目前還沒人用上 GAA 。

所以目前沒得選，大家的 5nm 就只能繼續用着老工藝 FinFET 。

縫縫補補來硬抗這漏電問題。

 >/ 到底是工藝不行麼？

那既然大家都是硬抗這漏電，那為啥隔壁人家隔壁蘋果就可以把能耗比控制的那麼好？

這就不得不提廣為人知的第一個背鍋俠了：

和蘋果不同，高通這兩代的 SoC 都是找三星代工生產。

別看三星，台積電啊都稱呼自己的技術叫 5nm 。

但是在如今 FinFET 的時代，工藝的名稱和芯片的物理參數其實並沒有直接對應，更像是一種技術節點的稱呼。

這兩家 5nm 工藝做出來的晶體管密度差距，裏面甚至還能塞下一個英特爾的 14 nm 。

單從晶體管密度來説，台積電的 5nm 工藝可以做到在每立方毫米里擺下 1713 萬個晶體管，也就是 171.3 MTR。

而三星的 5nm 卻只能做到126.5MTR 的水平。

在這裏我提一點額外的小知識，之所以在晶體管密度上有這些差別，這和兩家廠商的技術迭代路線有關。

我們長話短説，對台積電來講，我們可以理解成台積電的 7nm -> 5nm是一次完整的技術迭代路線。

另一邊的三星則是激進了許多，在他們的計劃中，可能7nm -> 3nm才是一次完整的技術迭代，他們打算首發直接在 3nm 工藝上全新的 GAA 。

所以對於三星來講，它的 5nm 工藝相比自家的 7nm 進步就略顯保守。

不過説實話，從單個晶體管的角度來講，這點差距其實也還好。

還有人認為三星工藝的良品率也值得説道説道。

前倆月，一個新聞把託尼給看笑了。。。

不是，你良品率為啥低，你居然自己心裏沒數？？？

根據 @wccftech 報道，三星晶圓代工部門在 4nm 製程上的良品率只有 35% 的水平。

而還在研發中的三星 3nm GAA 技術良品率更是僅僅 10%~20% 的水平。

根據 DigiTimes 報道，三星在 5nm 、 4nm 、 3nm 工藝上都存在着良品率謊報的情況。

咱甚至不清楚，現在這個良品率是謊報前，還是謊報後的數字。

也不知道是不是這個原因，嚇得高通決定把 4nm 的 8 Gen1 plus 來交給台積電來代工。

哦對了，那麼隔壁台積電的 4nm 工藝良品率是多少呢？

70% 。。

當然了，我們在這兒分析工藝和密度差距，只能説算是在旁敲側擊的推理三星和台積電工藝的差距。

但是在託尼看來，這次發熱的 “ 黑鍋 ” ，可不能全丟給三星的代工。

>/ 還是架構頂不住？

為什麼託尼覺得全都怪三星是不對的呢？

因為天璣 9000 來了。

曾經被我們寄予厚望，交給台積電代工的天璣 9000 ，功耗也不是非常理想。

數據來源，極客灣▼

在一些測試場景下，甚至還打不過自己的小兄弟天璣 8100 。

所以。。。問題會不會是出在它們採用的 ARM 公版架構上？

託尼給大家分析一下啊，驍龍 8Gen1、天璣 9000 這兩款 SoC 採用的架構都非常一致，用上了 ARM 公版的 1 + 3 + 4 的結構。

也就是 1 個 X2 超大核+3 個 A710 大核+ 4 個 A510 小核。

光看發佈會上講的性能嘎嘎頂，但是這幾個核發熱起來是個什麼水平呢？

只能説是慘不忍睹。

在 Geekbench 5 的測試下，大核 A710 的功耗能跑到 2.1w，而超大核 X2 的單核功耗甚至能突破 4w。

單單一顆核心！

要知道，當年的一代神 U ，驍龍 865 整顆 CPU 在測試下，也才只能跑到 6.7w 。。。

雖然説 8Gen1、天璣 9000 的跑分性能都上去了吧，但是這接近翻倍的發熱也不是一般手機能扛得住的。

這兩年託尼知道的，能壓制住這散熱的手機長這樣：

沒錯，還得是往裏面塞風扇。

根據其他媒體的測試，在 8Gen1 完全發力的情況下， CPU 和 GPU 的峯值功耗更是能雙雙突破了 10W ！

隔壁蘋果這兩年也有一款能突破 10w 的芯片，差友們不妨猜猜是啥？

是移動端的 M1 。

同樣是 10w 功耗 ，你 M1 能幹啥。。。這 8Gen1 能幹啥。。。

《上帝在製造 8Gen1》▼

而且還有一個情況，現在 ARM 是對 64 位應用有優化的，高負載的情況下可以用超大核 X2 ，低負載的情況下準備了小核 A510 。

所以 ARM 跑起 64 位應用的時候，要性能有性能，要功耗有功耗。

可由於安卓陣營還沒根除 32 位應用，ARM 僅保留了大核 A710 來運行 32 位程序。

所以安卓手機一旦運行 32 位應用，不管應用負載大小，都得丟到大核 A710 上跑。哪怕這個應用就是個記事本，A710 也得運行。

這結果。。。不熱才怪。

蘋果就不一樣了，從 A7 就開始自己研究架構，今年已經更新到 A15 了。

和公版的 ARM 完全不是混一條道上的。

而且，蘋果也是個心狠手辣的角色，在 2017 年就把 32 位應用這個包袱給丟掉了。

所以看下來，蘋果整體功耗控制得更好。

>/ 已經熱了，然後呢？

咱們這一通盤點下來，可以理解為什麼安卓這邊的高端芯片發熱這麼嚴重了。

漏電越來越嚴重的製程工藝 + 三星的 5nm “ 注水 ” + ARM 公版架構設計太激進 + ARM 為了兼容 32 位應用而做出了犧牲。

這幾套卧龍鳳雛是剛剛好湊一起了。

最終造成的結果，讓消費者是啞巴吃黃連。手機熱的實在不行。。。

好在呢，廠商們也不是直愣愣一根筋，不知道改的人。

畢竟在探索全新工藝的路上，誰還能説自己絕不翻車呢？

台積電當年在 28nm 的時候因為工藝問題，還被人戲稱為 “ 台漏電 ” 。

而三星所押寶的，自然是計劃中的 3nm 工藝 GAA ，根據業內消息，GAA 這套工藝甚至能把製程拉到等效 1nm 都沒問題。

對手機廠商來講，大家對 32 位應用的 “ 排斥 ” 也是越來越明顯了。行動也越來越快。

今年不少手機內置的應用商店在上架 APP 的時候，也開始強制要求開發者同時上傳 32 位和 64 位的應用，大家都用上 64 為應用，那大核浪費現象也就沒了。

現在，高通更是以 14 億美元收購了 Apple 前首席架構師 Gerard Williams 成立的初創公司 Nuvia 。

雖然距離重新組建自己的架構自研團隊還有些距離。

但也是希望能借助他們團隊的研發經驗，來減少自己對 ARM 架構的依賴，有朝一日，高通自己的芯片趕上蘋果也不是不可能。

順帶一提，接下來沒幾天，就是高通的新產品發佈會了。

到時候帶來的產品，就算不是大家心心念唸的 8 Gen1 Plus ，也多半是台積電代工的新芯片。

雖然大家目前普遍不太看好 ARM 這次的架構。

但是指不定，這回台積電能超常發揮，能給咱們帶來驚喜呢？

圖片、資料來源：

部分圖片來自於互聯網

部分數據來自於極客灣

三星4nm為什麼不如台積電4nm？

數字IC後端設計工程師修煉之路 | 閻浮提

https://www.qualcomm.com/news/releases/2021/01/13/qualcomm-acquire-nuvia

https://zh.wikipedia.org/zh-mo/FinFET

https://m.eprice.com.tw/mobile/talk/102/5717005/1/

深度分析 | 5nm芯片為何集體翻車?10年前困擾台積電三星的問題又回來了 – 芯合匯