预计苹果将采用基于 3 纳米制造技术的下一代处理器,并在今年晚些时候率先在 iPhone 手机中推出,那么这些先进处理器的影响是什么? 那是什么意思?


半导体制造是制造计算机芯片的过程。 这个过程的“节点”或所谓的术语“节点”是制造过程中使用的最小可能尺寸的量度,以纳米为单位测量,纳米是测量非常短长度的单位,并且芯片节点有助于确定芯片上晶体管的密度,以及提高性能和能效。 简而言之,节点尺寸越小,可以将越多的晶体管装入芯片,从而获得更好的性能和效率。

近年来,实际物理尺寸与芯片技术进步之间的关系变得不太清楚; 由于进展缓慢和对营销的关注增加。 然而,该术语仍然普遍指代芯片技术的复杂程度和进步程度。


Apple 目前使用哪些节点?

2020 年,Apple 通过将其设备中使用的 A5 仿生芯片和 M14 芯片转向 1nm 制造技术,实现了制造工艺的巨大飞跃。 不过,Apple Watch 中的 S6、S7、S8 等部分芯片仍采用 7nm 工艺。 这是因为这些芯片基于 A13 仿生芯片,这是苹果最后一款采用 7 纳米工艺为 iPhone 设计的芯片。

而苹果随iPhone 16 Pro和iPhone 14 Pro Max推出了A14 Bionic芯片,并确认其为4纳米制造精度的芯片; 因为它采用台积电N4技术。 但实际上,它是使用台积电的 N5 和 N5P 技术的改进版 5nm 制造精度制成的。 Apple 出于营销目的将其称为 4nm 芯片,但其底层技术基于台积电开发的改进 5nm 工艺。


3nm技术会带来什么?

3 纳米的制造精度将为 Apple 芯片提供非常大的性能和效率飞跃。 这种缩小的尺寸允许显着增加芯片上的晶体管数量,因为增加的晶体管数量允许同时处理更多任务并以更快的速度执行。 除了与前几代产品相比能耗显着降低。

与 Apple 自 35 年以来在其 A 和 M 系列芯片中使用的 5nm 技术相比,它将功耗降低多达 2020%,同时提供更好的性能。

并且随着3nm芯片的发展,有可能直接在芯片上集成更先进的定制元件。 例如,这些芯片可以更好地支持高级人工智能和机器学习任务,从而实现更强大、更高效的人工智能能力。 此外,改进的图形性能允许更高级的图形处理,从而在应用程序、游戏和其他图形密集型任务中实现更好的图形渲染、更高的分辨率、更流畅的动画和身临其境的体验。 它们可以提供更详细和逼真的视觉效果,从而提高使用这些芯片的设备上图形处理的整体质量。

有传言称,苹果最初打算在 A16 仿生芯片中加入光线追踪功能,但在芯片开发过程中决定移除这一功能,转而回归 A15 仿生 CPU 设计。 但是,可以在 3nm 芯片组中包含光线追踪支持。

光线追踪技术或 RTX 是一种生成高度逼真的图像的技术,这些图像模拟光线在现实世界中的行为方式,同时考虑了反射、折射和阴影等因素。 通过跟踪光与 XNUMXD 场景中的对象交互时的路径,光线追踪可以生成与现实世界中所见非常相似的图像。 光线追踪的计算成本很高,需要强大的处理能力,但这是值得的。 该技术广泛用于电影行业和视频游戏开发,以创建高质量的逼真图像。

随着芯片技术的进步,例如转向更小的节点尺寸(例如 3nm),将专用光线追踪组件直接集成到即将推出的芯片设计中的可能性越来越大。

应该注意的是,转向更小的芯片尺寸可能会带来一些挑战,例如增加功率密度、发热和制造复杂性。 这就是制造过程日益突飞猛进的原因之一。 这些跳跃通常涉及移动到更小的节点尺寸,例如从 7nm 到 5nm,然后到 3nm。 每一个新的节点尺寸都代表着芯片制造能力的显着提高,并且通常会带来诸如增加晶体管密度、改进性能、更好的电源效率和增强的功能等好处。

据 The Information 报道,这些未来的苹果处理器将包含四个芯片,最多可支持 40 个内核。 M2处理器有10个核心,M2 Pro和Pro Max有12个核心,所以3nm工艺可以大大提升多核系统的性能。 这允许更多并发处理任务并提高可以有效使用多核的应用程序的整体性能。


首款 3nm 芯片何时发布?

台积电自 3 年以来积极加强其 2021nm 生产测试,预计今年该技术将具有商业可行性。 全面商业化生产计划于 2023 年第四季度开始,相信生产计划正在按计划进行。

据报道,苹果为其 3nm 芯片组下了巨额订单。 最近的报告表明,台积电在满足即将推出的 Apple 设备的需求方面面临挑战。 由于工具和生产力问题,这可能会导致一些小问题,例如延迟。 不过,苹果不太可能推迟 A17 Bionic 和 iPhone 15 Pro 机型的发布。

3纳米量产后,台积电计划继续推进2纳米技术的研发,预计2025年开始量产。


哪些即将推出的设备将包含 3 纳米 Apple 硅芯片?


今年,据传苹果将推出两款 3nm 芯片,分别是 A17 Bionic 芯片和 ‌M3 芯片。 预计 A17 Bionic 处理器将首次搭载在定于秋季发布的 iPhone 15 Pro 和 iPhone 15 Pro Max 中。

对于 M3 芯片,它可以为 13 英寸 MacBook Air、24 英寸 iMac 和 iPad Pro 提供。

您如何看待未来采用 3 纳米技术的 Apple 处理器? 你认为它会在性能上有很大的飞跃吗? 或者它只是一个改进? 在评论中告诉我们。

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