CPU 芯片尺寸和制造工艺

CPU 芯片尺寸和制造工艺

因此,CPU 的制造工艺每两代都会下降一次(对于英特尔而言),但我无法正确计算。假设我们有一个尺寸为 10mm*10mm 的 CPU,其芯片面积为 100mm^2。让我们将制造工艺从 100nm 缩小到 90nm,即减少 10%。采用新工艺的相同芯片的尺寸会是 9mm*9mm 吗?这意味着长度的减少是线性的,因此芯片尺寸的减少是二次的,因为新的芯片尺寸是 0.9^2 * 100mm^2。

我之所以问这个问题,是因为我根据 Sandy / Ivy Bridge 的缩小和芯片尺寸做了一些粗略的计算,但没能得到满意的答案。Sandy Bridge 是 32nm,Ivy 是 22nm,这是一个 ~1.45 倍的系数。根据 Wikipedia,两个最具可比性的型号(4 核,相同的 L3 缓存)的芯片尺寸分别为 216mm^2 和 160mm^2。这是一个 1.35 倍的系数,但它应该大于 2,因为 1.45^2=2.10。或者生产过程会线性影响芯片尺寸,而不是宽度/长度?但是:为什么?而且其他缩小也说不通。或者真正的问题是除了生产过程之外的架构变化?即更多的晶体管。我很困惑。

答案1

正如你在问题结尾提到的,你需要添加第三个因素:晶体管的数量。

每个晶体管变得更小,但由于晶体管的数量也发生变化,总芯片面积并不与晶体管尺寸成正比变化。

举一个可能比较极端的例子,比如英特尔 80486 这样的老款 CPU。我似乎无法立即找到确切的可比数字,但 486 大约有 100 万个晶体管,制造工艺看起来是 600 纳米。Ivy Bridge 采用 22 纳米工艺,大约有 1.4十亿晶体管封装在大小约为 150 平方毫米的芯片上。如果采用 80486 技术,芯片大小将是 Ivy Bridge 芯片的 1,000 倍,即 0.15 平方毫米。

相关内容