5月7日,IBM发布最新公告,宣布已经设计了全球首款2nm芯片。与目前的7nm芯片相比,IBM的2nm芯片在同等功率下性能提高45%,在同等性能下能耗提高75%,性能更强且更省电。
IBM表示,他们在2015年就展示了7nm芯片,2017年展示5nm芯片,并且将后者从FinFE技术升级到纳米芯片技术,能更好地定制单个晶体管的电压特性。最新的2nm芯片,可以在指甲盖大小的芯片上集成约500亿个晶体管,晶体管密度达到3.33亿/平方毫米。
(图片来源:anandtech)
目前,台积电最新的5nm工艺,晶体管密度大约为171.3亿/平方毫米,IBM的2nm芯片,晶体管密度提升了将近一倍。但受限于功耗、散热等问题,实际生产的处理器芯片,其晶体管密度只有理论密度的一半。
去年,华为推出的麒麟9000处理器和苹果A14处理器,均采用了台积电的5nm工艺制程,但两者所集成的晶体管数却相差甚远。苹果A14晶体管数为118亿,麒麟9000晶体管数为153亿,比前者多了30%左右。苹果在芯片设计上更为保守,也就导致了A14的性能相比A13提升并不明显。
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今年,台积电对5nm工艺进行改进优化,相比去年会更为成熟、先进,或许苹果A15芯片的性能可以得到更大幅度的提升。另外,苹果还计划在明年率先使用台积电的3nm工艺,A16芯片的性能也同样值得期待。
IBM作为一家芯片设计公司,自身无法完成芯片生产,只能需要寻求代工厂。台积电的2nm工艺目前还处于研发阶段,最快可能得等到2024年。IBM方面表示,公司目前在与三星合作,最近还宣布与英特尔建立合作关系,或许其首款2nm芯片会通过三星或英特尔代工生产。
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三星和台积电的工艺水平基本保持在相同进度,三星还稍微落后一点,其2nm估计得在2025年之后才有机会量产。而英特尔也准备投资建厂,对外开放芯片代工业务。尽管英特尔的芯片工艺水平更高,但距离5nm量产最快可能需要3年时间,2nm更是遥遥无期。
目前还不清楚IBM具体会寻找谁代工,目前几大芯片代工厂都没有生产2nm芯片的能力。想要了解这枚芯片的实际性能表现,可能得再等3~5年的时间。
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