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工艺架构双双逆袭 AMD下代显卡抢先看!

2016-03-07张一山《微型计算机》2016年2月下

14nm FinFET优势何在?

其实在代工的选择上,AMD一直是很谨慎的,TSMC合作了多年,逼不得已AMD并不想换代工厂。但很显然,在经历了28nm的各种坑之后,TSMC向16nm过渡的情况也并不好,量产时间的推迟让TSMC先后丢掉了高通、博通等大单。虽说TSMC后续补救还算及时,在16nm FinFET(FF)之后,迅速推出了加强版的16nm FFP和针对低功耗的FFC工艺。但争分夺秒的竞争需要的就是时间上抢先,三星14nm工艺先于TSMC的16nm工艺量产,能为AMD争取到更早的流片和试产时间,可能是AMD放弃TSMC的一个重要原因。再加上在20nm时代,TSMC优先苹果订单,让AMD和NVIDIA不得不憋屈地使用28nm至今,也确实让AMD感到了威胁。所以将生产转回自家的GF可谓水到渠成。至于为何要同时交予三星,很可能是因为GF虽得到技术授权,但是产能估计难以满足AMD需求,需要借助三星保证芯片数量和质量吧。

Polaris核心的新工艺相比之前的平面工艺,具有显著的晶体管密度优势。
Polaris核心的新工艺相比之前的平面工艺,具有显著的晶体管密度优势。

除了密度,FinFET相比传统工艺大优势在于提高了漏电控制,有利于提高芯片性能功耗比。
除了密度,FinFET相比传统工艺大优势在于提高了漏电控制,有利于提高芯片性能功耗比。

FinFET,相信大家不再陌生了,其全称是Fin Field-Effect Transistor,鳍式场效应晶体管。这个名词的首次出现还是在英特尔强推22nm工艺的时代,FinFET实际上就是当时英特尔大力宣传的“3D晶体管”。FinFET的目的是为了对抗越来越薄、越来越小的晶体管所拥有的不良物理特性(重要的就是漏电),并用于根本性改善20nm甚至更高级别制程下晶体管的性能。举例来说,在FinFET出现之前,AMD曾采用过多重电压岛、后偏置、高级时钟门控电路等多重技术,但都没有很好地解决漏电问题,导致芯片能耗比不佳,始终在竞争中受制于对手。从技术角度来看,FinFET将原本扁平、薄而不可靠的漏极和源极之间的连接“竖立”起来,在另一个维度上变相增加了厚度(或者面积),使得晶体管在继续缩小后还能够有比较好的性能表现。在使用了FinFET后,原本比较令人烦恼的漏电电流得到了有效控制,同时还带来了很多优秀特性,比如使用更低电压即可驱动、晶体管可承受电流上限也更高等。

AMD公布的对比图,显示在提供基本相同的图形性能出下,AMD新核心显卡(中)比NVIDIA当前的Maxwell架构显卡(下)功耗低得多。

AMD公布的对比图,显示在提供基本相同的图形性能出下,AMD新核心显卡(中)比NVIDIA当前的Maxwell架构显卡(下)功耗低得多。

AMD公布的对比图,显示在提供基本相同的图形性能出下,AMD新核心显卡(中)比NVIDIA当前的Maxwell架构显卡(下)功耗低得多。
AMD公布的对比图,显示在提供基本相同的图形性能出下,AMD新核心显卡(中)比NVIDIA当前的Maxwell架构显卡(下)功耗低得多。

而三星授权给GF用于制造Polaris核心的工艺,是继初代14nm Low Power Early(LPE)之后的改进版14nm Low Power Plus(LPP)工艺。LPE已经为我们带来过Exynos 7420等名满天下的产品,而LPP还将在LPE基础上进一步提升能耗比,减少15%以上漏电率,更利于制造高性能大体积芯片。

AMD在全新的Polaris核心上采用FinFET,有助于降低芯片发热、提高工作频率、降低驱动电流,终实现提高性能功耗比的目的。根据AMD的介绍,14nm FinFET相比28nm平面工艺,能在晶体管数量翻倍的情况下,还进一步缩小芯片面积。借此获得优秀得多的能耗表现和翻倍的性能。通过测试当前已经用14nm工艺流片成功的Polaris GPU,AMD宣称Polaris架构相比之前的Fiji等核心在能耗比上提升了2倍,也远远超过了当前NVIDIA的Maxwell架构。为此,AMD还特地公布了一段演示视频,视频中AMD使用了相同的软硬件平台,在相同设置下对比了某款Polaris架构GPU和GTX 950的功耗表现。在游戏画面都一样流畅的前提下,其中GTX 950的平台功耗为150W,而Polaris GPU的平台功耗仅为85W,只有前者的56%,整体表现相当令人满意。

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