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焦點(diǎn)熱門:iPad2 32nm和45nm版本有何區(qū)別哪一個的功耗和發(fā)熱顯著降低

來源：互聯(lián)網(wǎng) 　2023-02-27 10:14:18

　　目前，iPad 2共有4個版本45nm LP A5處理器的WiFi、WiFi+GSM和WiFi+CDMA版以及32nm LP版。編號分別為iPad 2，1到2，4。

　　32nm和45nm指的是芯片上晶體管和晶體管之間導(dǎo)線連線的寬度，簡稱線寬。半導(dǎo)體業(yè)界習(xí)慣用線寬這個工藝尺寸來代表硅芯片生產(chǎn)工藝的水平。線寬越小，晶體管也越小，讓晶體管工作需要的電壓和電流就越低，晶體管開關(guān)的速度也就越快，這樣新工藝的晶體管就可以工作在更高的頻率下，隨之而來的就是芯片性能的提升。

(資料圖片僅供參考)

　　要想提高CPU的性能，一方面是提高他的主頻，一方面是更改他的架構(gòu)，再有一方面就是提高他的制作工藝了。制造工藝的改進(jìn)理論上可以帶來功耗的降低，可以使CPU的默認(rèn)時鐘頻率更高，直接提升性能。

　　和現(xiàn)有的45nm工藝相比，32nm工藝在以下幾個方面有著顯著的變化：

　　32nm工藝使用第二代高-K金屬柵級、0.9nm等價(jià)氧化物厚度高-K(45nm技術(shù)是1nm)、金屬柵級工藝流程更新、30nm柵極長度、第四代應(yīng)變硅、有史以來最緊密的柵極間距(第一代32nm技術(shù)將使112.5nm柵極間距)、有史以來最高的驅(qū)動電流、晶體管性能提升22%、同比封裝尺寸將是45nm工藝產(chǎn)品的70%。

32nm工藝有效降低成本

　　包括三星在內(nèi)的半導(dǎo)體廠商目前多用300nm的硅晶片來制作芯片。每塊硅晶片可以切割579塊45nm的老板A5處理器。如果換成32nm制程的話，在合格率100%的前提下，同一款硅晶片就可以切割1015塊，等于節(jié)省了大量成本。

　　三星這款芯片采用HKMG(高K絕緣層金屬柵極)技術(shù)和低功耗工藝，使用了前柵極(gate-first)的堆棧方法，對硅片進(jìn)行漏/源區(qū)離子注入操作以及隨后的退火工步完成之前便生成金屬柵極。

　　上圖左邊是原有的45nm制程A5芯片的模具，有邊為32nm新A5。原來的A5芯片表面積約為122平方毫米;新32nm芯片只有69平方毫米。在面積上縮小了近一半。

續(xù)航時間顯著增加

網(wǎng)頁瀏覽測試

　　Anandtech的測試環(huán)境為開啟WiFi，將屏幕調(diào)至200nits(流明，亮度單位)的亮度，時間單位為小時。

　　從數(shù)據(jù)上看，iPad 2，4的11.7小時續(xù)航時間比iPad 2的10.1小時，提高了一個半小時左右，提高幅度約為15.8%。可以看出，在電池不變的情況下，32nm制程處理器的低漏電率和更少的閑置時間有效的提高了續(xù)航時間。

3D圖形測試

　　相比Cortex A9雙核心芯片，A5芯片中的PowerVR SGX 543MP2圖形處理器從32nm工藝上得到的收益更大。

視頻播放測試

　　最后進(jìn)行的是視頻播放測試，使用的是一部720p的《哈利·波特》平均比特率4Mbps。

　　測試結(jié)果顯示，iPad 2，4的播放時間達(dá)到了15.7小時，超出iPad 2約18%。這些數(shù)據(jù)都是在200nits亮度下測試的，這個亮度很低，如果將亮度提高，iPad 2，4的優(yōu)勢將更加明顯。

功耗和發(fā)熱顯著降低

　　相對iPad 2，iPad2，4在Sunspider的Java多線程腳本測試上，功耗3.4W，減少了28%。

功耗

　　順便看一下新iPad的功耗，簡直跟怪物一般。它的數(shù)據(jù)比iPad 2，4多出一倍以上。如果未來新iPad能夠使用32nm A5X芯片，其功耗和發(fā)熱量將得到明顯改善。

總結(jié)

　　從這一系列的測試中可以看出，三星32nm HKMG LP工藝的芯片性能相當(dāng)卓越。蘋果悄悄向市場投放這批新iPad 2，這樣的舉動也說明蘋果在今后推出的設(shè)備上采用32nm芯片的順理成章。

　　續(xù)航時間是用戶最關(guān)注的參數(shù)之一，如果蘋果在未來設(shè)備上的芯片采用32nm工藝，比如即將發(fā)布的iPhone 5的A5X芯片，其面積可以從160平方毫米減至93平方毫米。這就可以在不增加電池體積的情況下，增加其設(shè)備的續(xù)航時間。在工業(yè)設(shè)計(jì)上，將會有更大的余地，可以讓設(shè)備更輕、更薄、更快。

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