5nm工艺坑了小米、苹果和华为?

雷科技 · 2020-12-31
手机芯片5nm制程制程翻车。

编者按:本文来自微信公众号“雷科技”(ID:leitech),作者 雷科技数码3C组,36氪经授权发布。

随着小米11的正式发布,各大媒体的评测解禁,高通最新一代旗舰芯片骁龙888的实际性能表现也被公布了出来。

骁龙888采用的是三星的5nm LPE制程工艺,在这款芯片发布之前,苹果推出的A14和华为发布的麒麟9000芯片也都采用了5nm制程工艺,只不过是由台积电代工。

不过,骁龙888的实际表现并不理想。爱否科技的评测显示,在3DMark压力测试中,小米11会一直提醒温度过高,导致测试无法进行,在经过连续几次的测试后,偶尔有一次成功了,但是机身表面温度达到了51°,稳定性只有91%,即便把手机放冰箱,稳定性也只有95%。

▲爱否科技 小米11性能评测视频截图

除爱否科技外,微博数码大V在测试小米11性能时,也出现了一些问题。@肥威表示,自己拿到的机子在功耗方面有点踩雷,可能是早期系统固件的问题。

看到小米11的评测后,有网友表示,骁龙888翻车了,其原因是5nm制程工艺技术不成熟。真的是5nm制程工艺的问题吗?

骁龙888实际表现“翻车”了?

结合目前已掌握的消息,骁龙888的CPU拥有8个核心,由1个超大核Cortex-X1+3个大核Cortex-A78+4个小核Cortex-A55组成,GPU为Adreno660。

按照官方的说法,骁龙888的GOU性能提升了35%,能效提升20%,但是从已有的数据来看,骁龙865的GPU为Adreno650(587MHz),骁龙865+的GPU与前者相同,只是频率上升至670MHz,骁龙888则是Adreno660(840MHz)。

也就是说骁龙888相较于骁龙865+的GPU频率提升了20%,而相比865的频率提升了30%。这样一对比你会发现,高通的GPU依旧没有变过,底层的基础框架结构并没有较大改动,像苹果、公版ARM几乎每隔一两年都会对底层进行大更新。

接着我们再来看CPU部分,根据公开的数据,相比Cortex-A78,Cortex-X1在面积和功耗高了两倍的情况下,性能只能提升20%,这里就是所谓“翻车”的焦点。

ARM官方公布的数据显示,4个Cortex-A78+4个Cortex-A55比同频的Cortex-A77+Cortex-A55,性能提升20%,能耗降低15%。如果按照这个逻辑推算的话,那么1个Cortex-X1+3个Cortex-A78+4个Cortex-A55,性能则提升30%,功耗增加15%。需要注意的是,它们的三级缓存(L3)的容量是不一样的,前者为4M,后者则是8M。

三级缓存的作用在于CPU处理任务时,将任务数据暂时存储在缓存里面,不需要从内存里调取,这样处理速度会更快。缓存容量越大,意味着CPU处理任务的速度就越快。

单从纸面参数对比来看,Cortex-X1有点像Cortex-A57,当年Cortex-A57就是针对服务器设计的芯片,而Cortex-X1亦是如此。

现在我们不妨来做个简单总结,CPU方面,如果实测骁龙888的三级缓存是8M,那么可能是ARM的锅,反之,三级缓存低于8M,高通也脱不了干系。GPU方面,不满频率跑,如500MHz,属于正常发挥。至于制程工艺,三星给的低价或许早已给出了答案。

都是5nm制程工艺的锅?

当然,并不是说三星给的报价比台积电便宜,翻车的概率就会更大。事实上,今年台积电的5nm制程也并不占优。

台积电这次5nm制程工艺的芯片表现也不理想,比如相比A13仿生,A14仿生的性能提升并不明显,华为的麒麟9000芯片,功耗控制和官方还是有较大差异的。如果单从测试结果来看的话,今年的5nm制程工艺,不管是台积电还是三星,实际表现都没能达到官方所宣传的效果。

事实上,影响芯片性能的因素有很多,比如5nm制程工艺的个体差异比较大,结合目前的情况来看,只有个别小米11会在性能测试环节出现一些问题,像爱范儿拿到的那台小米11性能表现就很正常。

除芯片制程工艺的个体差异外,机身内部的结构设计也会影响芯片性能,如果手机散热做得差,芯片性能再强也是无法驾驭的。散热这一块,小米11做得还是很不错的。从维颂科技的拆解视频来看,对比上代,小米11散热还是有所提升的,小米在听筒下方放入了一大块VC液冷均热板,紧贴主板SOC那一面,这样设计的好处在于减少机身厚度的同时,进一步提升了主板的散热能力。

▲维颂科技 小米11拆解视频截图

从今年5nm制程工艺的芯片实际表现来看,不管制程工艺提升多少,可能对于芯片性能都不会带来太大的提升。也就是说,未来制程工艺即便升级到3nm,甚至是1nm,芯片性能与上代相比提升也不会有多少。

所以,单方面认为5nm制程工艺存在问题这一说法并不准确。官方所展示的是5nm制程工艺在理想状态下的性能提升,实际测试有所差异也是可以理解的。而且网上也只是个别的小米11媒体机在性能测试环节出现了问题,并不代表所有小米11、骁龙888或5nm制程工艺都会有类似的情况发生。

除此之外,目前媒体拿到的都是小米11工程机,与市面上发售的版本还存在一定的差异。另外,现阶段小米11预装的系统版本可能还没有对骁龙888做全方位的优化。至于5nm制程工艺到底有没有“翻车”,就要看零售版小米11的实际性能表现了。

总的来说,小米11性能测试“翻车”,其实和5nm制程工艺技术不成熟没有太大关系,如果是因为技术问题,说实话台积电和三星也做不到量产,毕竟这关乎到芯片良品率的问题。

今年受疫情影响,哪怕是苹果也不敢保证自家产品不会出现问题,新的处理器和厂商的产品之间都有一个磨合期,如果后期升级系统固件,成功修复了那些存在问题的机型,说明谁都不用背锅,只是没有做好优化罢了。

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