即便是完全不了解
的人,想必也都听过5nm、7nm。近年来常常被用作第一定语的制程工艺,不仅成了
宣传时的营销术语,其实也在
业界掀起了又一批潮流。不仅仅是A15、骁龙888、麒麟9000和谷歌
SoC,还有不少IP与
也都纷纷开展了自己的制程切换工作。
随着近期台积电3nm可能陷入瓶颈的传闻流出,许多人都猜测我们可能会在5nm的阶段延迟一到两年的时间。在各大代工厂的4nm出来之前,不妨先来看下有哪些厂商已经做好了5nm的规划。
今年一月,Ambarella公布了一款基于5nm制程的AI视觉
CV5。CV5支持录制8K
或4个4K视频流,适用于
汽车摄像头系统、
等消费级摄像头和
摄像头。CV5基于
5LPE制程节点打造,结合了Ambarella强大的CVflow AI引擎,使用双核
A76
为各种AI
提供所需的高性能,比如
AS和SLAM。
CV5 AI视觉芯片 / Ambarella
得益于5nm的制程福利,CV5在录制8K@30FPS的视频时,功耗甚至不到2W,录制8K@60FPS的视频时功耗不到5W。这种功耗使得该SoC可以作为各种微型摄像方案的首选,比如GoPro等运动相机,既做到了高分辨率高FPS的实时回放,又解决了功耗过大造成的发热和续航问题。Ambarella的上一代CV25使用的仅仅是10nm制程,此次一举跳至5nm,也证明了在AI视觉领域5nm带来的诱惑力非常足。
同样用到了三星5nm制程的还有一家刚成立一年多的韩国芯片公司Rebellions,这家仅有26名
的Fabless公司主攻金融交易、
汽车和云服务器这些特定领域的芯片。前不久,韩国资产管理公司Qraft宣布将委托Rebellions打造一款AI金融芯片。
对Qraft有所了解的可能听过这家公司的推出的AI选股ETF,通过AI对
等股票进行低买高卖的操作,创造了不小的回报率。但其系统仍基于通用
打造,为了满足客户不断增长的需求,Qraft决定让Rebellions打造一款独立的AI芯片。Rebellions认为根据其开发团队多年的芯片设计经验,加上三星5nm带来的优异PPA表现,这种AI NPU芯片在高并发的金融交易中,性能表现可以远胜通用的CPU和GPU方案。在AI自动交易中,该芯片可以将微秒级的反应时间进一步减半。
倚天710 / 阿里巴巴
同样在5nm上大放异彩的还有服务器芯片,比如前不久发布的倚天710。阿里巴巴旗下半导体公司
在云栖大会上发布了这款业界性能最强的ARM服务器芯片,该芯片基于台积电5nm制程打造,采用了Armv9架构,内含128颗核心,CPU主频最高达到3.2Ghz,还支持
5内存和PCIe 5.0
。根据阿里巴巴给出的数据,这款芯片性能超过业界标杆20%,能效比更是提升了50%以上,未来将用于阿里云的数据中心。
OCTEON 10结构框图 / Marvell
有着相同操作的还有Marvell,今年1月公布的OCTEON 10 系列DPU同样采用了Arm的Neoverse N2处理器。该系列的旗舰DPU400最多包含36颗N2核心,最大频率达到2.
Hz,支持12通道5200MT/s的DDR5内存和8通道的PCIe 5.0。同样在5nm的助力下,这款旗舰的典型功耗仅为60W,对比之下,Marvell目前OCTEON TX2系列旗舰CN98XX的最大功率可达120W。Marvell也提到5nm带来如此低的功耗,可以让OCTEON 10用上无风扇的设计。
尽管
-V架构比较新,但先进制程上的进度倒是一点没有落下。当下不少高性能的RISC-V都采用了7nm制程,比如平头哥的玄铁910和Esperanto 的ET-SoC-1,RISC-V的扩展性在先进制程上得到了完美的体现。
E76内核 / SiFive
今年4月,知名RISC-V公司SiFive宣布旗下OpenFive业务部门成功流片了首个台积电5nm的RISC-V芯片。该SoC采用了2.5D封装,集成了SiFive的E76 32位CPU内核,OpenFive的D2D接口和HBM3 IP子系统,支持高达7.2Gbps的数据传输速率。根据SiFive的说法,这款SoC非常适合AI和HPC这样的高性能应用,而且SoC中其他部分在授权后可以用于其他台积电N5的设计。
为了给下一代5G运营商边缘
和最新的RAN部署模型做好准备,Marvell推出了首个5nm的50G PAM4设备,Prestera DX 7321以太网交换机芯片。通过与上文提到的OCTEON 10 DPU结合,可以提供比现有方案低上50%的功耗。
这款5nm芯片带来的不仅有功耗上的优势,还有速度上的优势。
速度最高可达400Gbps,合计带宽最高达到1.6Tbps。无论是Open RAN、
AN还是传统的RAN架构都能享受到性能提升。这颗芯片的存在也意味着在与
Trident系列芯片争夺市场份额时,有了一定的优势,但后者已经开始了5nm服务器芯片的筛选,相信不久后也会在交换机芯片上发力。
5nm这样的制程为频率、能耗比和I/O速度等参数均带来了提升,对于看重这些参数的市场玩家来说,先一步做好5nm芯片的设计与布局,就有可能占据先机。但从以上芯片的功用我们也可以看出,除了手机SoC,基本都与消费电子
无关。
这不仅是因为消费电子与芯片设计本身的成本控制,7nm以下的制程还有很大的性能优化空间也是原因之一。如果过早选用先进制程,很可能被逐渐放缓的摩尔定律牵着鼻子走,难以做到可观的隔代提升。不过若是急于弯道超车的话,倒是可以把5nm作为加速的催化剂。
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