高通吧 关注:181,601贴子:4,711,131
  • 45回复贴,共1

欢迎大家共同探讨下手机芯片当下高睿频高功耗的设计路线

只看楼主收藏回复

鄙人的自己见解,欢迎一同探讨芯片问题,有错误的地方也希望被指正,友好发表自己的意见和问题,谢谢。
很多人对于性能,功耗,能耗比这几个字只停留在很表面的认知,因为我们只能看到厂家跟软件商开发出来的跑分数据,从纸面数据去了解芯片发展的情况。但对于表达性能的介质是什么可能很多吧友都不懂,功耗又是怎么来的,能耗比又是什么,频率代表了什么,所以我以自己的理解来解答下。
芯片性能实际就是电流电压能供给主板的大小,芯片更多是个控制这个电压电流大小的开关,而频率的多少就是一秒能开关通过电流的次数,主频率越高,一秒能通过的电流就越大越多越快,所以就是解释了为什么频率是摆动时钟,频率越高,时钟摆动就越快。那功耗又是什么呢,功耗是这个电流电压通过芯片供应出去消耗了多少W,而能耗比就是芯片提供了的实际性能除去实际消耗了多少W,就是能耗比,也就是损失了多少的W数没有充分被利用,官方也叫漏电率。
我的解释已经说完了,这么通俗的表达应该都能看懂吧


IP属地:广东来自Android客户端1楼2025-03-02 11:11回复
    这就是我为什么会发这个帖子的原因本来不想发的,戾气太重


    IP属地:广东来自Android客户端2楼2025-03-02 11:15
    回复
      2025-08-11 18:04:15
      广告
      不感兴趣
      开通SVIP免广告
      提升芯片性能跟能效比的路线,无非就两条,一是拉高芯片频率,优化供电线路;二是提升工艺,减少漏电率。
      二者实际也是同时再进行的,相辅相成的。漏电率控制得好,频率才能拉高,漏电率爆炸,频率拉高芯片发热就严重,参考三星工艺的888 8gen1,反过来,实验测试漏电率控制在2Ghz以内良好,但主频拉高到3Ghz,漏电率暴增,芯片一样会翻车。这就是两者相辅相成的意思。


      IP属地:广东来自Android客户端3楼2025-03-02 11:55
      收起回复
        个人以为:你没理解对 芯片 功耗,工作时钟频率,能耗比 吧!?

        芯片晶体管(0、1数字运算——数字电路部分,,通讯基带晶体管 部分工作于——模拟电路状态),是工作于开、或关状,要么高阻0电流,要么低阻大电流

        芯片发热,就是近百亿晶体管 在 开状态、或开关转换暂状,电流流过晶体管导电沟道的电流电阻热效应的总发热

        所降低单个晶体管 工作电压(栅极开关电压门限值),提高导电沟道控制力(更快速开关,减少开关转换暂态的时间),降低沟道导通时电阻阻值,,,芯片发热就会大大减少

        所以芯片制程代工水平,单个晶体管性能越好,相同逻辑电路设计,相同时钟频率(复杂数字电路,需要输入时钟脉冲,来协调数字电路运算动作。时钟频率越高,单位时间内,CPU可以执行更多指令,性能更高),相同算力发热越低。

        所以相同性能 SOC功耗,能耗比,主要由芯片制程工艺水平决定,,一般制程纳米值越小越好,GaaFET工艺 强于 FinFET工艺 ,它们又都强于 体硅平面型CMOS 工艺。(当然芯片设计优化也影响能耗比,但影响力占比小很多)


        IP属地:福建5楼2025-03-02 12:27
        收起回复
          芯片晶体管 数字电路部分发热,最怕开与关 转换暂态,

          比如 开/关或关/开转换未稳定暂态时:单个FinFET晶体管 沟道电阻值较高,导通电流也不小,所以 ,I电流² × R沟道阻值 =P发热功耗 很大

          晶体管导通状态时:电流虽大,但沟道阻值很小接近0,所以发热低

          晶体管关断状态时:沟道阻值很高接近无穷大,但沟道电流接近0,所以几乎不发热

          新型2nm 3nm 晶体管GaaFET 工艺制程 就是为了,更低门限电压输入栅极(晶体管及芯片 工作电压更低,导通电流也会小),更好控制晶体管导电沟道,更短 开/关 转换时间,单个晶体管发热更低,芯片发热就会更低


          IP属地:福建6楼2025-03-02 12:45
          回复
            新型芯片晶体管,栅极控制导电沟道能力强,开/关 转换未稳定暂态时间短,单位时间内,,可以更稳定更高次数开关,,所以可以输入更高时钟脉冲频率,,芯片设计CPU 单位时间内 就可以执行更多指令,就会提高芯片能耗比

            所以同芯片设计 同纳米数制程工艺 的 能耗比,TSMC代工 强于 三星代工,,因为TSMC 半导体工艺更好点


            IP属地:福建8楼2025-03-02 12:58
            回复
              所以 芯片睿频 就是核心温度较低时,自动提高运算单元核心工作时钟频率,提高运算性能,,热敏电路取样电压值,检测到异常超温时,CPU温控进程 自动控制降频降温

              芯片晶体管工艺越好,在相同散热性能条件下,就可以睿频让核心更长时间工作于高频状态


              IP属地:福建10楼2025-03-02 13:26
              回复
                同一芯片 CPU 或 SOC 超频,提高时钟频率,往往要提高供电电压,才能稳定工作(不易运算出错死机),单位时间执行的指令更多,性能提高很多,但发热量大增

                就是因为单位时间内, 开/关或关/开 转换暂态时间 大为增加,晶体管发热严重导致的

                芯片DIE 体质好 ,片上晶体管性能就好,所以可以更高频工作,发热也低


                IP属地:福建11楼2025-03-02 13:30
                收起回复
                  2025-08-11 17:58:15
                  广告
                  不感兴趣
                  开通SVIP免广告
                  怎么没见多少人来水贴,发表自己的见解呢相互探讨一下


                  IP属地:广东来自Android客户端12楼2025-03-02 13:53
                  回复
                    你这九年义务教育的物理水平就别乱猜原理了,无力吐槽。
                    cpu电能消耗用作搬运电子,制程越好,单次改变01状态搬运电子越少,频率上限越高,越省电。发热是搬运路上的阻力


                    IP属地:湖南来自Android客户端13楼2025-03-02 14:09
                    收起回复
                      建议你不要科普


                      IP属地:新加坡来自iPhone客户端14楼2025-03-02 14:12
                      收起回复

                        芯片 晶体管 的 制程工艺 结构类型及尺寸,,, 决定了芯片功耗发热,也决定了芯片能效比,,比芯片设计对 芯片功耗及能效比 的影响大多了


                        IP属地:福建15楼2025-03-02 17:40
                        收起回复

                          数字芯片发热,很大程度就是 CMOS电路晶体管的 开启过程/关断过程 不稳定状态 的晶体管开关损耗,,不是所谓“缺陷漏电”

                          所以晶圆代工厂,才不断研发 新型晶体管工艺,比如FD-SOI、FinFET、Gaa FET,,,,甚至未来技术 一维单原子层结构导电沟道 的场效应晶体管,,来增强沟道控制力,降低开关延迟,缩短开/关转换 暂态时间,降价低晶体管发热


                          IP属地:福建16楼2025-03-02 21:57
                          收起回复

                            Fabless 芯片设计公司 、Foundry 代工业,,和EDA厂商 长期合作构成铁三角关系,,EDA厂商还占据了主导地位,提供了全套工具软件的解决方案

                            代工厂甚至要上报EDA厂商,新研发的先进制程工艺的技术细节,,晶体管、导线布线、绝缘层,,之类芯片核心的 结构 尺寸 材料 晶体管通电性能参数数据,以供EDA厂商收集数据建库,用于相应工艺制程 芯片电路 EDA 辅助设计自动运算

                            芯片设计公司也要反馈上报,芯片设计构思技术细节,以便EDA厂商改进EDA软件

                            EDA厂商甚至手伸到晶圆工厂上游设备供应商,比如:为ASML光刻机 编写镜头校正软件,用于光罩掩膜微缩投影 图案畸变校正

                            这样长期合作关系,几十年数据经验累积,让 美国三巨头EDA很难被轻易替代

                            一点点铁三角厂商之间的 合作磨合匹配失误,或引用数据库错误,,精心设计出的芯片,EDA仿真运行正常,流片出的芯片却无法正常工作


                            IP属地:福建17楼2025-03-03 19:20
                            收起回复
                              2025-08-11 17:52:15
                              广告
                              不感兴趣
                              开通SVIP免广告
                              我觉得这样比喻可能会不要好,主要是性能,“电流电压能供给主板的大小”,这听起来更像是功率,性能就只是就是单位时间指令执行的多少,或者说信息量的多少,没有物理实体,不适用于你这种比喻方式,否则就是说功率越大性能越强,这显然不可能。还有能耗比,怎么界定哪些功耗是被利用的,是除了不参与运算的漏电流产生的功耗外就算被利用的功耗吗,还是从熵的角度看呢,毕竟性能只是能量转化为熵的过程中产生的对芯片运行的程序提供必要支持的熵,相比全部的熵来说有效利用率可以说无限趋近于0,完全可以忽略不计。


                              IP属地:辽宁来自Android客户端18楼2025-03-03 21:47
                              收起回复