什么是5nm芯片，为什么5nm如此重要？

有很多关于CPU新制造工艺的讨论。不久前，人们谈论的都是10nm和7nm。进入游戏的最新“nm”是5nm，它已经在一些设备中使用，并将在不久的将来走向PC。

与之前的其他制造工艺一样，最新的5纳米设计有望实现更高的功率效率和更快的性能，并且通常会推动CPU技术的发展。然而，在我们进入所有这些之前，让我们来谈谈新的制造过程和转移到新的过程节点是什么。

新的流程节点意味着什么？

从本质上讲，改变新工艺意味着改变处理器的制造方式。通常，这意味着缩小晶体管，允许公司将更多的晶体管封装到硅上的给定区域。晶体管密度是改进处理器的游戏名称。你拥有的晶体管越多，处理器可以进行的计算就越多，因此它的功能就越强大。

这就是著名的摩尔定律。摩尔定律虽然不是真正的科学定律，更像是一种观察，但它预测集成电路中的晶体管数量大约每两年翻一番。

为了表达改进工艺节点的概念，公司使用“nm”命名法。例如，英特尔在其台式机上使用14nm CPU，自2014年以来一直如此。该公司没有专注于桌面处理器的新工艺节点，而是专注于使14nm设计更加高效和强大。这种方法已经碰壁，但多年来，它意味着通过改进CPU架构而不是对制造过程进行实质性改变，以更快的速度获得更多内核。

与此同时，AMD一直在为其Ryzen处理器开发新的节点。Ryzen 1000系列开始于14nm，四年后，Ryzen 5000系列推出了7nm的改进版，并于2022年推出了新一代的5nm。

这种差异是由于许多因素造成的，这些因素超出了本文的范围。不过，简而言之，英特尔制造自己的CPU，多年来一直青睐CPU设计和生产的“单片”方法。AMD设计自己的非单片处理器，但它将新的制造工艺和生产外包给台积电，台积电是一家总部位于台湾的公司，同时也为苹果、Arm、英伟达等公司提供制造服务。

然而，新工艺及其各自的“纳米”数字并不能在公司之间转换。例如，你不能说Intel 10nm处理器会比AMD 7nm处理器慢。这在一定程度上是因为“nm”不是比较竞争处理器的通用标准。

什么是“nm”(“nm” all about)？

“纳米”一词代表纳米，是一个微小的测量单位，相当于十亿分之一米。它很小，曾经有一段时间，工艺节点是用实际纳米来测量的。它通常定义晶体管的栅极长度和金属半节距（芯片上一个金属互连开始与下一个金属互联之间的距离的一半）的大小，两者都是相同的大小。然而，这一现实在90年代就停止了，从那时起，“纳米”测量就只不过是一个营销术语。

新的“纳米”尺寸确实表明制造技术有了显著的改进，但这与您可以在处理器本身上进行的特定测量无关。

这就是为什么，例如，许多评论家说，英特尔的10nm节点与台积电的7nm节点相当。英特尔目前在老虎湖（Tiger Lake）和冰湖（Ice Lake）等CPU系列的笔记本电脑中使用该节点。

那么，为什么仍然使用“nm”？基本上是惯性。这是科技公司一直在做的事情，所以他们一直在做。

正如IEEE Spectrum所报道的，对于不同的命名约定还有其他想法。一种方法是切换到LMC度量，该度量表示给定处理器中逻辑、内存和互连的密度。然后有一个想法是使用GMT（门间距、金属间距、层）数字，这将返回到基本的CPU测量值，如门间距和金属间距（而不是半间距），以及指示CPU有多少层。未来的CPU可能通常使用堆叠技术来提高性能。

尽管推动改变命名惯例，但芯片制造商目前都在关注“纳米”命名方案。