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这两年啊，想换安卓的小伙伴，肯定都听过这么一段吐槽：

 “888 ， 8Gen1 ， X 都不买！ ” 

虽然这是一句玩笑话，但也能看得出来，这两年安卓的旗舰产品，给大家折腾的有多 “ 爽 ” 。

发布会上的 “ 最强性能 ” 每年都能听到，但功耗却也飙的停不下来。

咱把时间再往前拨三年。

那时候，谁没事儿会吹自己用了多好多好的散热黑科技哦。。

但是没办法，大家骂归骂，想换安卓机也没啥别的选择。

但是吧，心里还是不由得想问一句。

发热问题不可避免 

咱知道，只要做功，就一定会带来发热。

而对芯片来说，这发热则主要由动态功耗和静态功耗两部分构成。

（ Dynamic Power ）主要指的是芯片在工作时产生的热量，包括电路的充放电，晶体管工作状态的跳变。

（ Static Power ）主要是指芯片中各种类型的漏电流和竞争电流等等。

拿开关来举例子的话，动态功耗就像是咱们反复开关这个开关而产生的功耗。

而静态功耗就像是这个开关为了维持它当前的状态（ 是导通还是截止 ），静置在原地所产生的功耗。

那咱们做的芯片嘛。。。

然而，芯片才不和你讲什么 “ 理想 ” 。

这几年咱们把 “ 开关 ” 越做越小，动态功耗的的确确是降低了不少。

但是随着芯片设计进入纳米领域之后，静态功耗的漏电问题就开始翻车，而且越来越严重。

归其原因，可以理解为 “ 开关 ” 做的太薄了，挡不住两边的电子 “ 偷渡 ” 。。。

所以想要减少这漏电呢，就需要整点新的结构，新的材料。

重新构建这又薄，又能阻挡 “ 偷渡 ” 的开关。

在芯片做到 28nm 的时候，这个技术就是 FinFET （ 鳍式场效应晶体管 ）。

而现在工艺慢慢做到 5nm ， FinFET 也不太管用了。

漏电水平仿佛一个圈，重新回到当年 28nm 工艺时的困境。

这时候，大家伙倒腾出来解决问题的未来新工艺，叫做 GAA （ 全环栅晶体管 ）。

这俩工艺和之前的区别，简单来讲就是从二维拓展到三维。

不过吧，可能是出于保守和以及工艺验证的原因，目前还没人用上 GAA 。

所以目前没得选，大家的 5nm 就只能继续用着老工艺 FinFET 。

到底是工艺不行么？

那既然大家都是硬抗这漏电，那为啥隔壁人家隔壁苹果就可以把能耗比控制的那么好？

这就不得不提广为人知的第一个背锅侠了：

和苹果不同，高通这两代的 SoC 都是找三星代工生产。

别看三星，台积电啊都称呼自己的技术叫 5nm 。

但是在如今 FinFET 的时代，工艺的名称和芯片的物理参数其实并没有直接对应，更像是一种技术节点的称呼。

这两家 5nm 工艺做出来的晶体管密度差距，里面甚至还能塞下一个英特尔的 14 nm 。单从晶体管密度来说，台积电的 5nm 工艺可以做到在每立方毫米里摆下 1713 万个晶体管，也就是 171.3 MTR 。

而三星的 5nm 却只能做到 126.5MTR 的水平。

在这里我提一点额外的小知识，之所以在晶体管密度上有这些差别，这和两家厂商的技术迭代路线有关。

我们长话短说，对台积电来讲，我们可以理解成台积电的 7nm -> 5nm 是一次完整的技术迭代路线。

另一边的三星则是激进了许多，在他们的计划中，可能 7nm -> 3nm 才是一次完整的技术迭代，他们打算首发直接在 3nm 工艺上全新的 GAA 。

所以对于三星来讲，它的 5nm 工艺相比自家的 7nm 进步就略显保守。

不过说实话，从单个晶体管的角度来讲，这点差距其实也还好。

前俩月，一个新闻把托尼给看笑了。。。

根据 @wccftech 报道，三星晶圆代工部门在 4nm 制程上的良品率只有 35% 的水平。

而还在研发中的三星 3nm GAA 技术良品率更是仅仅 10%~20% 的水平。

根据 DigiTimes 报道，三星在 5nm 、 4nm 、 3nm 工艺上都存在着良品率谎报的情况。

咱甚至不清楚，现在这个良品率是谎报前，还是谎报后的数字。

也不知道是不是这个原因，吓得高通决定把 4nm 的 8 Gen1 plus 来交给台积电来代工。

哦对了，那么隔壁台积电的 4nm 工艺良品率是多少呢？

70% 。。当然了，我们在这儿分析工艺和密度差距，只能说算是在旁敲侧击的推理三星和台积电工艺的差距。

但是在托尼看来，这次发热的 “ 黑锅 ” ，可不能全丢给三星的代工。

还是架构顶不住？

为什么托尼觉得全都怪三星是不对的呢？

因为天玑 9000 来了。

曾经被我们寄予厚望，交给台积电代工的天玑 9000 ，功耗也不是非常理想。

数据来源，极客湾▼

在一些测试场景下，甚至还打不过自己的小兄弟天玑 8100 。

所以。。。问题会不会是出在它们采用的 ARM 公版架构上？

托尼给大家分析一下啊，骁龙 8Gen1、天玑 9000 这两款 SoC 采用的架构都非常一致，用上了 ARM 公版的 1 + 3 + 4 的结构。

也就是 1 个 X2 超大核+3 个 A710 大核+ 4 个 A510 小核。

光看发布会上讲的性能嘎嘎顶，但是这几个核发热起来是个什么水平呢？

只能说是惨不忍睹。

单单一颗核心！

要知道，当年的一代神 U ，骁龙 865 整颗 CPU 在测试下，也才只能跑到 6.7w 。。。

虽然说 8Gen1、天玑 9000 的跑分性能都上去了吧，但是这接近翻倍的发热也不是一般手机能扛得住的。

这两年托尼知道的，能压制住这散热的手机长这样：

没错，还得是往里面塞风扇。

根据其他媒体的测试，在 8Gen1 完全发力的情况下， CPU 和 GPU 的峰值功耗更是能双双突破了 10W ！

隔壁苹果这两年也有一款能突破 10w 的芯片，差友们不妨猜猜是啥？

是移动端的 M1 。

同样是 10w 功耗 ，你 M1 能干啥。。。这 8Gen1 能干啥。。。

《上帝在制造 8Gen1》▼

而且还有一个情况，现在 ARM 是对 64 位应用有优化的，高负载的情况下可以用超大核 X2 ，低负载的情况下准备了小核 A510 。

可由于安卓阵营还没根除 32 位应用，ARM 仅保留了大核 A710 来运行 32 位程序。

所以安卓手机一旦运行 32 位应用，不管应用负载大小，都得丢到大核 A710 上跑。哪怕这个应用就是个记事本，A710 也得运行。

这结果。。。不热才怪。

苹果就不一样了，从 A7 就开始自己研究架构，今年已经更新到 A15 了。

而且，苹果也是个心狠手辣的角色，在 2017 年就把 32 位应用这个包袱给丢掉了。

所以看下来，苹果整体功耗控制得更好。

已经热了，然后呢？

咱们这一通盘点下来，可以理解为什么安卓这边的高端芯片发热这么严重了。

漏电越来越严重的制程工艺 + 三星的 5nm “ 注水 ” + ARM 公版架构设计太激进 + ARM 为了兼容 32 位应用而做出了牺牲。

最终造成的结果，让消费者是哑巴吃黄连。手机热的实在不行。。。

好在呢，厂商们也不是直愣愣一根筋，不知道改的人。

毕竟在探索全新工艺的路上，谁还能说自己绝不翻车呢？

台积电当年在 28nm 的时候因为工艺问题，还被人戏称为 “ 台漏电 ” 。

而三星所押宝的，自然是计划中的 3nm 工艺 GAA ，根据业内消息，GAA 这套工艺甚至能把制程拉到等效 1nm 都没问题。

对手机厂商来讲，大家对 32 位应用的 “ 排斥 ” 也是越来越明显了。行动也越来越快。

今年不少手机内置的应用商店在上架 APP 的时候，也开始强制要求开发者同时上传 32 位和 64 位的应用，大家都用上 64 为应用，那大核浪费现象也就没了。

现在，高通更是以 14 亿美元收购了 Apple 前首席架构师 Gerard Williams 成立的初创公司 Nuvia 。

虽然距离重新组建自己的架构自研团队还有些距离。

但也是希望能借助他们团队的研发经验，来减少自己对 ARM 架构的依赖，有朝一日，高通自己的芯片赶上苹果也不是不可能。

顺带一提，接下来没几天，就是高通的新产品发布会了。

到时候带来的产品，就算不是大家心心念念的 8 Gen1 Plus ，也多半是台积电代工的新芯片。

虽然大家目前普遍不太看好 ARM 这次的架构。

但是指不定，这回台积电能超常发挥，能给咱们带来惊喜呢？

图片、资料来源：

部分图片来自于互联网

部分数据来自于极客湾

三星4nm为什么不如台积电4nm？

数字IC后端设计工程师修炼之路 | 阎浮提

https://www.qualcomm.com/news/releases/2021/01/13/qualcomm-acquire-nuvia

https://zh.wikipedia.org/zh-mo/FinFET

https://m.eprice.com.tw/mobile/talk/102/5717005/1/

深度分析 | 5nm芯片为何集体翻车?10年前困扰台积电三星的问题又回来了 – 芯合汇