图3.用于此次分析的芯片模拟器IntSim
这次研究选择了一个1GHz移动逻辑内核,该内核基于(1)22nm平面晶体管或(2)22nm 三栅极晶体管。由于英特尔只提供了晶体管数据的相对数字,这里选择采用国际半导体技术路线图(ITRS)的数字,并根据图2进行放大。IntSim的结果见图4。
图4.IntSim估算的节能情况
·三栅极所节省的140mW电源电压需求很实用,因为它可以同时降低时钟与线路耗电。图4指出时钟功耗与线路功耗减少28%。
·驱动电阻,等于电源电压比驱动电流。三栅极晶体管降低了这一电阻。这意味着线性电容更易驱动,同样性能要求下的栅也可以做的更小。这一点结合图2所示晶体管节省的功耗,使得逻辑门总共节省了28%的功耗。
·由于晶体管质量更好,中继器功耗降低32%。
总的来说,在22nm微处理器内核上采用三栅极晶体管能比平面晶体管降低约28%的功耗。这是非常显著的表现。
尽管,三栅极晶体管——这是一项了不起的技术成就。但这会对英特尔、ARM之战产生重大影响么?我想不会。
英特尔与ARM的较量仍有一些变数:
·ARM已经在移动领域尽占先机。我从自己的经历中学到的一点是,想取代已经在市场上扎根的技术或产品非常困难。
·英特尔x86采用CISC架构。高级RISC机器——ARM的全称(Advanced RISC machines)——采用RISC架构。RISC架构过去在移动领域每瓦能比CISC带来更好的性能。X86能追上么?
·英特尔的处理器工艺比ARM领先一代,这是非常重要的优势。
·ARM芯片一般都在远东的低成本晶圆厂生产。
·ARM芯片供应商远比x86更多。客户喜欢竞争,因为这样可以压低价格。
·谁将会更早的将其它突破性技术“投入生产”?比如3D的DRAM逻辑电路堆叠芯片或者单片(monolithic)3D?英特尔还是ARM?其中有些技术对移动芯片功耗、性能、裸片面积的帮助会比三栅极更大。
·英特尔的资源远比ARM阵营的厂商更多——这对它很有帮助。特别是在这个设计成本上亿美元、晶圆厂投资过五十亿美元、工艺研发需十亿美元的时代。
·微软会不会执行将Windows 8移植到ARM上的目标?如果执行的话,速度和效果又会如何?这对笔记本电脑和上网本来说意义重大,但可能不会对智能手机市场带来太大冲击。
三栅极晶体管是一次了不起的工程成就,但它能在英特尔与ARM纷争中扮演什么重要角色,却有待时间验证。
四、编者后记:PC王者英特尔、移动霸主ARM——交互式僵持的竞争…
通过两者Roadmap对比分析后,Intel采取的制程(Tick)与架构(Tock)交替更新战略是否会在未来的某一天对ARM产生威胁?
工艺确实可以降低功耗。未来A15可能会走到28nm,但在迈向更深工艺节点的时候,不一定纯粹靠工艺来解决功耗问题。A15性能提升必然伴随着功耗的增加,ARM的思路是可以通过多核、或者大小核异构化配置来获得功耗的优势,而不单纯依靠工艺。
假设某一天Intel通过生产工艺的改进使得和ARM的功耗差不多了,ARM的授权模式也会带来更大的竞争优势。许多企业可以提供基于ARM技术的处理器,他们既可以提供各种不同功能的产品,也可以共同分享回报;而Intel在该市场发展之初就把自己放在了众多公司的竞争面上。东方不亮西方亮,将这种此起彼伏、百花齐放的局面归结于ARM商业模式所带来的灵活性——在ARM的生态圈里,许多公司都有机会把自己的能力和智慧加入到这个产业链里面,带来的产品多样化优势比单一化的模式要强势很多。
计算机处理器厂商和手机芯片厂商井水不犯河水的均势被打破,对于这个移动互联网时代的新动向,如果可以用简单的话来概括其原因,那就是:手机和计算机走得越来越近了。英特尔现在致力的目标,就是从ARM牢牢占据的100%移动市场中中夺取一部分市场份额。面对PC业芯片老大的“捞过界”,ARM公司选择了针锋相对,正借力微软进行着ARM架构服务器的探讨。
到目前为止,英特尔和ARM都还没有在对方的市场形成实质性影响,但双方已经在PC和手机领域的交叉地带进行了交锋。在这片中间区域,先后出现了“上网本”(NetBook)、“智能本”(SmartBook)、平板电脑等多种差异化产品,截至目前的战况是:x86阵营取得了先机,但ARM阵营的势头更猛。交互式僵持的竞争,仍在继续…
——本文作者:OFweek电子工程网/David