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焦點(diǎn)熱門(mén):iPad2 32nm和45nm版本有何區(qū)別哪一個(gè)的功耗和發(fā)熱顯著降低

來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng) 　2023-02-27 10:14:18

　　目前，iPad 2共有4個(gè)版本45nm LP A5處理器的WiFi、WiFi+GSM和WiFi+CDMA版以及32nm LP版。編號(hào)分別為iPad 2，1到2，4。

　　32nm和45nm指的是芯片上晶體管和晶體管之間導(dǎo)線(xiàn)連線(xiàn)的寬度，簡(jiǎn)稱(chēng)線(xiàn)寬。半導(dǎo)體業(yè)界習(xí)慣用線(xiàn)寬這個(gè)工藝尺寸來(lái)代表硅芯片生產(chǎn)工藝的水平。線(xiàn)寬越小，晶體管也越小，讓晶體管工作需要的電壓和電流就越低，晶體管開(kāi)關(guān)的速度也就越快，這樣新工藝的晶體管就可以工作在更高的頻率下，隨之而來(lái)的就是芯片性能的提升。

(資料圖片僅供參考)

　　要想提高CPU的性能，一方面是提高他的主頻，一方面是更改他的架構(gòu)，再有一方面就是提高他的制作工藝了。制造工藝的改進(jìn)理論上可以帶來(lái)功耗的降低，可以使CPU的默認(rèn)時(shí)鐘頻率更高，直接提升性能。

　　和現(xiàn)有的45nm工藝相比，32nm工藝在以下幾個(gè)方面有著顯著的變化：

　　32nm工藝使用第二代高-K金屬柵級(jí)、0.9nm等價(jià)氧化物厚度高-K(45nm技術(shù)是1nm)、金屬柵級(jí)工藝流程更新、30nm柵極長(zhǎng)度、第四代應(yīng)變硅、有史以來(lái)最緊密的柵極間距(第一代32nm技術(shù)將使112.5nm柵極間距)、有史以來(lái)最高的驅(qū)動(dòng)電流、晶體管性能提升22%、同比封裝尺寸將是45nm工藝產(chǎn)品的70%。

32nm工藝有效降低成本

　　包括三星在內(nèi)的半導(dǎo)體廠(chǎng)商目前多用300nm的硅晶片來(lái)制作芯片。每塊硅晶片可以切割579塊45nm的老板A5處理器。如果換成32nm制程的話(huà)，在合格率100%的前提下，同一款硅晶片就可以切割1015塊，等于節(jié)省了大量成本。

　　三星這款芯片采用HKMG(高K絕緣層金屬柵極)技術(shù)和低功耗工藝，使用了前柵極(gate-first)的堆棧方法，對(duì)硅片進(jìn)行漏/源區(qū)離子注入操作以及隨后的退火工步完成之前便生成金屬柵極。

　　上圖左邊是原有的45nm制程A5芯片的模具，有邊為32nm新A5。原來(lái)的A5芯片表面積約為122平方毫米;新32nm芯片只有69平方毫米。在面積上縮小了近一半。

續(xù)航時(shí)間顯著增加

網(wǎng)頁(yè)瀏覽測(cè)試

　　Anandtech的測(cè)試環(huán)境為開(kāi)啟WiFi，將屏幕調(diào)至200nits(流明，亮度單位)的亮度，時(shí)間單位為小時(shí)。

　　從數(shù)據(jù)上看，iPad 2，4的11.7小時(shí)續(xù)航時(shí)間比iPad 2的10.1小時(shí)，提高了一個(gè)半小時(shí)左右，提高幅度約為15.8%?？梢钥闯?，在電池不變的情況下，32nm制程處理器的低漏電率和更少的閑置時(shí)間有效的提高了續(xù)航時(shí)間。

3D圖形測(cè)試

　　相比Cortex A9雙核心芯片，A5芯片中的PowerVR SGX 543MP2圖形處理器從32nm工藝上得到的收益更大。

視頻播放測(cè)試

　　最后進(jìn)行的是視頻播放測(cè)試，使用的是一部720p的《哈利·波特》平均比特率4Mbps。

　　測(cè)試結(jié)果顯示，iPad 2，4的播放時(shí)間達(dá)到了15.7小時(shí)，超出iPad 2約18%。這些數(shù)據(jù)都是在200nits亮度下測(cè)試的，這個(gè)亮度很低，如果將亮度提高，iPad 2，4的優(yōu)勢(shì)將更加明顯。

功耗和發(fā)熱顯著降低

　　相對(duì)iPad 2，iPad2，4在Sunspider的Java多線(xiàn)程腳本測(cè)試上，功耗3.4W，減少了28%。

功耗

　　順便看一下新iPad的功耗，簡(jiǎn)直跟怪物一般。它的數(shù)據(jù)比iPad 2，4多出一倍以上。如果未來(lái)新iPad能夠使用32nm A5X芯片，其功耗和發(fā)熱量將得到明顯改善。

總結(jié)

　　從這一系列的測(cè)試中可以看出，三星32nm HKMG LP工藝的芯片性能相當(dāng)卓越。蘋(píng)果悄悄向市場(chǎng)投放這批新iPad 2，這樣的舉動(dòng)也說(shuō)明蘋(píng)果在今后推出的設(shè)備上采用32nm芯片的順理成章。

　　續(xù)航時(shí)間是用戶(hù)最關(guān)注的參數(shù)之一，如果蘋(píng)果在未來(lái)設(shè)備上的芯片采用32nm工藝，比如即將發(fā)布的iPhone 5的A5X芯片，其面積可以從160平方毫米減至93平方毫米。這就可以在不增加電池體積的情況下，增加其設(shè)備的續(xù)航時(shí)間。在工業(yè)設(shè)計(jì)上，將會(huì)有更大的余地，可以讓設(shè)備更輕、更薄、更快。

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