從Apple无极测速「晶片門」學到的代工教訓

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【主管Q:34518577】无极测速 最近大家应该都听说了苹果(Apple)最新iPhone6s/6s Plus智能手机同时采用两种不同处置器芯片片版本(Apple A9 SoC)的音讯——其中一款A9芯片片由三星(Samsung)制造,另一款则来自台积电(TSMC)。A9芯片片固然来自两家不同的代工厂,按理来说执行起来应该是一样的,但是,台积电与三星所采用的制程却不一样。
随着Apple采用两家代工厂供货的机密传开来,科技网站开端测试这款手机,并比拟两种版本的A9处置器。结果显现两种版本的效能似乎并非完整相同。这可能会影响到消费者选择哪一个芯片片版本的手机,同时也招致一些消费者担忧状况可能被一些不实的测试结果夸张了。

事实上,真正的差异之一就在于SoC的实体尺寸——三星的芯片片比台积电的芯片片更小8%。芯片片尺寸的差异可能是由于电芯片体大小的不同。两家公司都采用新的3D电芯片体制程——台积电发布其制程为16nm FinFET,而三星则称其制程为14nm FinFET,这表示三星芯片片的电芯片体应该比台积电的电芯片体更小。不过,制程称号并不见得直接关系到制程几何尺寸,往常它曾经成为一些行销用语。

采用不同的设计工具库来打造芯片片,也能够解释为什么两款芯片片的大小不同。即便两款芯片片的功用相同,Apple的A9设计团队也必需分别与每一家代工厂专用的设计工具库互相配合。例如,无极账号注册取决于不同规范库的设计,用于完成快取的SRAM单元中电芯片体数量与面积可能也有所差别。但无论何,芯片片大小的差异应该不至于影响到消费者的体验。

但是,从一些网站的测试结果显现,还有另外一项差别——采用台积电芯片片(至少是至今几款测试结果)的手机显现具有较三星版本更长的电池续航力。实践的差别水平正是目前一些争论的焦点。包括像GeekBench与AnTuTu等测试结果,都显现出两款芯片片版本之间存在明显差别。

Apple觉得有必要发表评论了。该公司表示,实践状况中应该只要2-3%的差异。Apple的回应点出了问题的中心:理想世界的测试能否足够?这些测试显现在大量密集的CPU处置工作负载下,电池确实耗费得更快。但在实践状况下,普通用户通常是週期性地运用CPU,无极登陆而不会持续性地运用。不过,两款芯片片之间确实存在明显差别,但问题是为什么会有这样的差别存在?

台积电的芯片片之所以可以完成较长的电池续航力,主要的缘由在于它比三星的芯片片具有较低的漏电流,或是稍低的供电电压。普通来说,更高的漏电流就意味着电池续航力较短,即便是在待机状态下,更高的操作电压效应更可能呈现在密集的工作负载中。

漏电流的缘由来自于电芯片体未能在逻辑关闭状态下完整关断,招致微量的电流“走漏”出来。即便是在处置器闲置的状态下,这些漏电流也会持续迟缓、微量地耗用电池电量。

在这个案例下,电池续航力的差别更可能出在每个元件的工作电压。在智能手机中,电源管理芯片片(PMIC)可控制电压,让处置器因应各种不同的作业条件。PMIC用于控制电源管理的细节,在轻负载时降低处置器功耗以及减缓时脉速度,从而辅佐延长电池续航力。为了到达与台积电芯片片相同的性能和时脉速度,三星的芯片片可能必需以稍高的电压作业,因此也从电池中吸取了更多电量。

测试结果显现最主要的差异就在于电池续航力,这表示为了契合Apple的时脉速度请求,三星的芯片片必需以稍高的供电电压作业。较高的工作电压可能会招致一些制程变异的结果,但这样的结果会在低负载时带来更高功耗。因而,为了有效判别三星与台积电制程中的变异,还需求大量的统计样本,而不是仅比拟两款芯片片。就算是在同一家代工厂,也可能会发作显着的变异。因而,仅由几个测试网站停止几项受限的测试,并不代表对这种状况的最后结论。

固然台积电的芯片片更省电,但三星的芯片片尺寸较小,能够让Apple更省本钱。假定这两家代工厂的良率差不多,芯片片面积更小表示相同芯片中可包容更多芯片片。芯片的良率高,产出的芯片片更多,每颗芯片片的固定本钱就更低。固然两款芯片片面积的差别仅8%,但却可让每片芯片产出更多9%的未封装芯片粒。

当剖析早期制造良率的影响时,这实践上意味着每芯片产出更多11%的合格芯片片。每片芯片的合格芯片片良率越高,意味着每颗芯片片的本钱更低。实践的本钱当然还取决于封装与测试合格芯片片的本钱,但光是芯片片自身俭省8%,关于数千万台的单位来说,曾经意味着十分庞大的数字了。

此外,在相同的量产条件下,每片芯片产出更多芯片片也意味着三星可以提供更多元件。以本钱与产量的优势来看,Apple可能就不在意三星芯片片稍高一点的功耗,而更着眼于其更低的本钱优势。

关于消费者来说,芯片片之间的差别并不容易区别。极端测试放大了芯片片之间些微的差别,不过,也很少有产品会像Apple的产品会被这样过度的剖析。

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