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【科普】苹果首发3nm芯片!我们有必要为这么贵的技术花钱吗?
发布时间:23/09/14 11:43:26
新闻来源:科普中国公众号
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最近的数码圈非常热闹,华为突破工艺封锁,带来新的麒麟 9000S 芯片,苹果也首发 3 纳米制程的芯片 A17,即将上线的还有高通的年度旗舰芯片 8Gen3 等等。
手机性能愈发强大,很多人会问:我平时就是刷视频、聊天、看新闻,需要这么好的芯片吗?为什么我们需要越来越先进的的芯片制程?
我真的需要为这么贵的技术买单吗?
今天,咱们就来聊聊你关心的这些问题。
什么是芯片制程
说起芯片制程,就不得不提到一个大名鼎鼎的定律:
摩尔定律
。如果你对电子产品有一些了解,那么相信你一定听过这个定律。这个定律的具体内容是:集成电路上可以容纳的晶体管数量,大约每 18~24 个月提升一倍。
换句话说,芯片的性能每 18~24 个月提升一倍,同时价格将为之前的一半。
这其中芯片制程就是容纳晶体管数量提升的关键因素之一。我们常听到的
7 纳米工艺
或是
3 纳米工艺
,主要指的是芯片晶体管栅极宽度的大小,这个数字越小,晶体管密度就越大,比如最新的芯片已经可以有 150 亿以上的晶体管。
当然,
你现在看到的很多 5 纳米、4
纳米
或是
3 纳米
的工艺,其实物理上的宽度并没有真的达到 5
纳米
或是 3
纳米
,而是成为一个品牌名,就像手机型号一样
。不过这并不影响制程依旧在继续前进。
一般来说,
更先进的制程一方面可以带来性能的提升
,以手机芯片为例,它其实包含了 CPU、GPU、AI 芯片、ISP 等诸多部分组成,更先进的制程,比如 3
纳米
工艺,带来的更多是大型游戏渲染、视频剪辑、图像处理、AI 运算分析等等,需要更多运算和更强性能实现的场景。
另一方面,也会带来能效的提升,也就是说,
实现相同的性能,理论上更先进的制程耗电会更少
。当然,制程提升的同时,也意味着制造难度越来越大。
对于普通人
为什么也需要先进的工艺
回到上面的问题,虽然最新旗舰芯片的更强性能普通人可能用不到,但是如果对手机的需求只是上网、聊天、看视频,性能是否是过剩的?其实我们对于性能的需求比想象中要大,也许在可见的未来,还看不到真正的“性能过剩”。软件始终能够带来新的功能吃掉性能提升,并创造新的性能需求,而
这些功能其实已经在潜移默化影响我们的使用
。
1
使用习惯分析
几乎很多手机都会学习你的应用使用习惯,来推荐对应的应用。比如在健身时间推荐健身 App,在通勤时间把交通 App 放到推荐位置,甚至有的手机可以感知二维码或扫码机展示付款码或者自动扫码,提升日常便利性。
2
相册分类
各家手机的相册应用,都会有照片编辑功能,也都会有地理位置、人物、物体识别,甚至图片中的文字识别,一段时间的旅行标记和精选时刻回忆。
这些信息都是在本地对照片中的地理位置、画面信息进行计算和标记来获取,也同样是通过芯片算力实现的。
甚至再强一点,你不但可以在相册中实现很高的修图自由度,甚至可以像修图那样快速,无延迟,几乎无需等待地直接编辑 4K 60fps HDR 视频,调整视频角度,或是长按图片快速抠图,并跨 App 粘贴……这些功能同样需要强大的算力支撑。
3
拍照
拍照功能,可能是手机带来的最大便利之一了。智能手机的普及,满足了很多人日常拍照、拍视频的需求。
“计算摄影”也已经成为目前最吃芯片算力的应用之一。
在手机有限的相机尺寸之下,计算摄影通过多帧合成的方式,提升照片的动态范围,减少过曝或死黑,保证包括大逆光或者夜晚的曝光和细节画质,镜头望远的超分辨率算法带来 100 倍变焦,还有比肩专业单反、微单的人像背景虚化模拟效果算法……这一切都是芯片实时计算带来的。
即使你对拍照并不感兴趣,也依旧逃不过
扫码
。丝滑的扫码和信息识别,同样需要算力的支持。比如二维码区域模糊识别与局部放大,不同角度的二维码识别,暗光环境的快速响应……
4
看视频
再回到上网和视频的场景,我们对视频的需求在不知不觉间提升了许多。今天我们能看到 4K HDR 视频,与 10 年前老电视剧与老电影 1080p 都凤毛麟角的时代,几乎天差地别。
更高的分辨率,更高的帧率,以及局部 HDR 显示的算力支持,同样有芯片的参与。
即使在手机这种尺寸的屏幕上,也能带来更身临其境的观感。相信看过 4K 视频的你,一定不会愿意再次回到高糊画质的时代的。
看,你以为你只需要上网看视频,并不需要多强的性能。但是每天算力在日常使用手机的过程中无孔不入,所以
即使你对手机的功能需求并不高,也依旧逃不掉手机算力与芯片升级,也就依旧逃不掉工艺制程的升级
。
而最近国产芯片的新突破,也让我们看到自研更先进芯片的曙光,虽然还不能和最强的芯片相比,但是已经实现了不错的性能。也许再过几年,先进芯片也不再成为问题。
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