芯片工艺流程T28HPC+能和T28HPC混用吗

从小米松果芯片的工艺制程聊开来 - 知乎专栏
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微博:@李济羽","name":"李济羽","profileUrl":"/people/lijiyu","avatar":{"id":"v2-07c72b643f0e87b12657","template":"/{id}_{size}.jpg"},"isOrgWhiteList":false},"memberId":3628562,"excerptTitle":"","voteType":"ARTICLE_VOTE_CLEAR"},"id":565448}],"title":"从小米松果芯片的工艺制程聊开来","author":"lijiyu","content":"小米松果澎湃S1芯片发布后,做为国内第二家、全球第四家手机厂商研发的量产型芯片,总体上还是受到了大家的诸多赞誉。唯独其采用的28nm工艺制程受到不少吐槽,被认为已经落后。这点不能完全否认,但值得说道说道,可以先从几个问题入手:一,为什么采用28nm工艺?这个官方没说,但是基本都能想到原因。毕竟是小米松果做的第一款芯片,万事开头难。包括立项比较早,中间研发的时间比较久,所以立项之初不可能就考虑到现今的最新艺;第一次做芯片追求稳妥,采用成熟稳定的工艺;做芯片太烧钱,先期采用容易控制成本的工艺……总之,吐槽归吐槽,还是多些理解吧,毕竟迈出第一步不容易啊!二,是哪一家晶圆厂代工?是台积电。因为根据官方给出的参数列表,澎湃S1采用的是28nm HPC+工艺,这个是台积电独有的28nm工艺的名称,所以可以肯定是台积电。三,为什么不找中芯国际代工呢?虽然中芯国际也有28nm工艺的晶圆制造能力,但还是要承认差距。这就得讲个事:2014年起,高通开始帮助中芯国际提升了其28nm工艺制程的成熟度。2015年8月,双方宣布:中芯国际制造的骁龙410芯片已成功应用于主流智能手机。2016年6月,中芯国际宣布:骁龙425在中芯国际北京厂成功验证量产。骁龙410、骁龙425都是高通的中低端手机芯片,之前是在台积电用台积电的28nm LP工艺制造。而28nm LP工艺是台积电28nm工艺中最低端的工艺(性能较弱),也就是说,中芯国际在高通的帮助下,才具备了台积电最低端28nm工艺的近似等级生产技术。以上说法不一定严谨,也不是为了贬损中芯国际,主要咱还是得承认差距。而松果芯片,做为一款定位中高端,而且要追求性能与功耗平衡的SOC,暂时没法用中芯国际代工,而选择了台积电最新的28nm工艺——28nm HPC+工艺。四,28nm HPC+什么鬼?关于中高端芯片,估计又有人要说小米吹牛了,其实这个这个说法没问题——凭2×32bit双通道内存、较高规格的Mali T860 MP4 四核GPU、最高支持分辨率等指标,确实是在骁龙625、联发科P20等中端处理器之上。具体可参阅我的知乎专栏文章:那么要用28nm工艺制造一款中高端手机SOC,低端的28nm LP等工艺肯定没法用,小米选择了兼顾高性能与低功耗的台积电28nm HPC+工艺。 HPC+的全称是:High Performance Compact+(高性能紧凑型+)。台积电的28nm,就衍生出了HP、HPL、HPM、LP、HPC、HPC+等诸多版本。虽然都是28nm工艺,但差别还是很大的,弄出这么多版本,一方面有针对不同代工用户需求的原因,也有技术进步的原因。其中HPC+是最新的,也是最后一个版本。网上看到的一些对比数据:28nm HPC与28nm LP相比,同样晶体管数量,Die size(核心面积)可以小10%,同性能表现下功耗可以降低30%,或者同功耗表现下性能提升20%。28nm HPC+与28HPC相比, 同性能表现下功耗可以降低30~50%,或者同功耗表现下性能提升15%所以可见,虽然都是28nm工艺,但具体不同的工艺还是拥有巨大差异的。28nm HPC+工艺,是台积电28nm各种工艺里能够对性能和功耗都能兼顾的最新工艺,所以小米选择了这种工艺。五,28nm还堪用吗?不仅堪用,还有很大的潜力可挖。芯片性能与功耗的表现不仅仅是工艺制程决定的,芯片设计的能力也很重要,这方面不得不佩服高通。高通采用台积电28nm HPM(High Performance for Mobile)生产出的骁龙650、652、653等芯片,性能强大,且功耗控制的也不错。28nm HPM是台积电专为移动设备芯片提供的高性能低功耗工艺,客观地说,HPM对性能追求的定位高于HPC+,功耗控制方面弱于HPC+,时间上早于HPC+诞生。但是高通采用28nm HPM工艺,生产出可以跑9万分的骁龙653,功耗发热控制地也还可以;而联发科同样采用28nm HPM工艺生产的Helio X10,只能跑5万分,功耗也不低。可见不能什么锅都让工艺制程去背,芯片设计的能力也很重要。小米松果采用性能功耗更加均衡的28nm HPC+工艺,生产出的澎湃S1芯片可以跑6万多分,对于一个新手,这个成绩绝对值得肯定和褒奖。但是,相对高通这种国际顶尖的设计水平,也必须承认存在不小的差距,要努力追赶。问题讲完了,最后总结:28nm工艺并非那么落后不堪,非要被吐槽不可。小米在首款芯片上采用台积电28nm 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微博:@李济羽","name":"李济羽","profileUrl":"/people/lijiyu","avatar":{"id":"v2-07c72b643f0e87b12657","template":"/{id}_{size}.jpg"},"isOrgWhiteList":false},"column":{"slug":"smart","name":"智能生活"},"content":"我之前在知乎的一些回答和文章里,已经做过多次暗示:松果作为小米,这个本身也不到七年历史的创业公司的第一款自研芯片,某些方面暂时是没有办法一步登天的。好吧,现在可以说了,这些暂时没有办法的方面是工艺制程、基带等。我同时也暗示过,在自己有办法的方面,松果公司是竭尽所能地把产品做好,可以说是不计工本,不惜代价。哪些方面呢?也可以公布了:GPU、内存带宽、ISP(图像处理器)等方面。刚才还有知友问我,一款28nm、DDR3内存的芯片,拿什么去和骁龙625和联发科P20比?好,这个问题很值得阐述,让我来谈一谈。的确,28nm HPC+工艺虽然是台积电最新的28nm工艺,兼顾性能与功耗,但是比骁龙625和联发科P20的16/14nm工艺确实显得落后,包括CPU的整体频率(不是最高频率)也处于弱势。但为什么最后跑分却能略超对手呢?很良心的GPU与内存带宽是主要原因。先说GPU,松果澎湃S1的GPU是Mali T860 MP4,这个比骁龙625的Adreno506和联发科P20的Mali T880 MP2都要强大不少。内存通道方面,先做一些科普,骁龙625是单通道LPDDR3内存,联发科P20可以支持32bit单通道LPDDR3内存,也可以支持2×16bit双通道LPDDR4X内存。会不会有人说那联发科P20秒杀小米松果啊?其实并不是,因为32bit单通道LPDDR3内存与2×16bit双通道LPDDR4X内存的位宽是是一样的,但是依靠LPDDR4X频率上的优势,2×16bit双通道LPDDR4X(1600MHz)可以比32bit单通道LPDDR3内存(933MHz)带宽高出70%。但是双通道LPDDR3(位宽是2×32bit)内存的小米松果澎湃S1芯片的内存带宽,比他们二者都高。科普完了,要讲一个简单粗暴的给手机芯片划分档位的方法:支持单通道内存还是双通道内存,就是区分中低端手机芯片与中高端手机芯片的分水岭。中低端的手机芯片不支持双通道内存,因为这样会增加不少成本;而中高端的手机芯片必须支持双通道内存,否则内存带宽构成瓶颈,中高端手机芯片的性能就无法发挥。根据这个划分依据,小米将支持双通道LPDDR3内存的松果澎湃S1芯片定位为中高端手机芯片是没有问题的。再看ISP(图像信号处理器),强大的ISP是保证拍照效果的必备条件。澎湃S1拥有14位双核ISP,而联发科刚推出的P20的升级产品P25采用的是12位双核ISP(这是主要升级点之一)。再来看看最高支持的屏幕分辨率。得益于较为强大的GPU和内存带宽,澎湃S1最高支持分辨率。骁龙625最高支持分辨率,P20最高支持分辨率。手机屏幕的分辨率最好不要用到SOC支持的最高分辨率,低一点,既所谓大马(SOC)拉小车(手机屏幕分辨率),这一点对于保证手机的体验非常重要。所以,在这一点上澎湃S1又是比骁龙625和P20高出一筹。回到上面的问题,澎拜S1拿什么与骁龙625和P20是竞争?答案是,在力所能及的范围内,拿自己竭尽全力能做出的最好的东西来跟他们竞争。聊完了这个问题,还有一个非常值得关注的方面,就是松果芯片能否为小米带来一些定制化的特色功能,实现差异化竞争?今天的发布会讲出了几点,比如:一,因为松果芯片的加持,通过芯片级背光优化,突破了传统屏幕256级的亮度调节,实现了2048级的亮度调节,使亮度调节更加平滑,能更敏锐适应环境变化,让眼睛更舒服。二,通过澎湃S1的14位双核ISP的自有算法大幅提升感光增益,相比主流水平提升了150%。依托于双重降噪算法的支持,小米5c可在高感光增益的情况下,抑制画面噪点生成,最大限度保持画面细节。\n\n与传统HDR的三帧合并式算法不同,小米5c还支持实时动态范围调整,像素级调整画面对比度。这些功能是不是天下独一份,这个不敢说,但方向是对的。过去,在软件方面,MIUI为小米带来强大的差异化竞争力,也备受用户好评。现在小米展现出要在芯片级研发方向上以及软硬件结合方面发展自己的差异化核心竞争力,相信美好的事情会不断发生。尽管今天只是松果芯片的首秀,但是从小米和松果做产品的想法、态度、方向等方面,体现出了满满的诚意与智慧。这很好,加油吧!","state":"published","sourceUrl":"","pageCommentsCount":0,"canComment":false,"snapshotUrl":"","slug":,"publishedTime":"T20:31:59+08:00","url":"/p/","title":"松果芯片的竞争力何在?","summary":"我之前在知乎的一些回答和文章里,已经做过多次暗示:松果作为小米,这个本身也不到七年历史的创业公司的第一款自研芯片,某些方面暂时是没有办法一步登天的。好吧,现在可以说了,这些暂时没有办法的方面是工艺制程、基带等。我同时也暗示过,在自己有办法…","reviewingCommentsCount":0,"meta":{"previous":null,"next":null},"commentPermission":"anyone","commentsCount":54,"likesCount":365},"next":{"isTitleImageFullScreen":false,"rating":"none","titleImage":"/50/v2-e8cd617fc44cbbed37b93_xl.jpg","links":{"comments":"/api/posts//comments"},"topics":[{"url":"/topic/","id":"","name":"小米科技"},{"url":"/topic/","id":"","name":"紫米科技"},{"url":"/topic/","id":"","name":"监控摄像机"}],"adminClosedComment":false,"href":"/api/posts/","excerptTitle":"","author":{"bio":"小米直播百家栏目主播","isFollowing":false,"hash":"e77a6d713eb45b5aa3ad8","uid":48,"isOrg":false,"slug":"lijiyu","isFollowed":false,"description":"小米直播百家栏目主播,房间号:166272
微博:@李济羽","name":"李济羽","profileUrl":"/people/lijiyu","avatar":{"id":"v2-07c72b643f0e87b12657","template":"/{id}_{size}.jpg"},"isOrgWhiteList":false},"column":{"slug":"smart","name":"智能生活"},"content":"2月28日小米松果发布会,顺便发布了最新款的米家智能摄像机,并且做为礼品之一发给了参加发布会的观众。本人也拿到了,至此,米系所有安防类摄像机产品,本人全都凑齐了——小蚁1代、小蚁夜视版、小白、小方、米家。回家测试了一把,最后觉得可以用两句话来总结:1,长江后浪推前浪;2,没有比较就没有伤害。感觉米家智能摄像机是在太棒了,必须分享一下使用感受:首先,硬件配置方面有几点要特别夸赞:1,2A的电源适配器:此款摄像机最大功率5W,也就是需要5V1A的电源适配器就够了,但是产品包装内却提供了一个做工很精良的5V2A电源适配器,这点要特别点赞。为什么?因为安防类摄像机产品本来一大使用目的是为了提升我们的家庭安全,但是其电源适配器需要365天、24小时地通电工作,这本身却是一个安全隐患。所以留有较大功率冗余的适配器,不用持续地开足马力干活,会更加安全,这点必须点赞。2,支持5G WiFi,支持蓝牙。此款摄像机采用Marvell 88W8977无线解决方案,同时支持5G WiFi与蓝牙。支持5G WiFi可以提高数据传输速度,支持蓝牙有什么用呢?原来可以设置与家庭主人的小米手环2捆绑,摄像机通过蓝牙检测到主人的小米手环2,就知道主人在家,没必要拍摄主人的视频,于是可以进入休眠状态(当然这个功能是否开启是可选的)。3,130° 超广角镜头 。之前的几款摄像机一般是100~110°左右的镜头范围(小白可以通过旋转实现360°,但是看家监测镜头范围只有100.2°),130°真的很牛。接着,软件方面,值得夸赞的地方就更多了,基本上该有的功能都有了,有几个独特的软件功能要说说:1,宽动态范围模式(WDR):这个功能是为了让用户既能看清过曝区域的亮部细节,又能看清光线不足区域的暗部细节。比如很多摄像机对着窗户拍摄(防贼啊,很正常)时,窗户会过曝,一片惨白,啥都看不清;而其它地方又会很暗,很多暗部细节看不清。米家智能摄像机有一个宽动态范围模式(WDR),如果是对着窗户拍摄拍摄的摄像机,强烈建议开启,开启后确实窗户不会严重过曝,可以看清亮部细节,而暗部也不会很暗,暗部细节也能看清。以下是开启前后局部截图(涉及到家庭隐私,只截取了局部,不代表摄像机的完整视角)对比:下面的截图很明显能够看到一些亮部细节,比如窗外阳台上的黄色柜子。2,分区分级侦测系统:意思是进行移动侦测时,可以对画面不同区块设定不同的灵敏度,有的区别有细小的风吹草动就被认为是值得去记录或报警的,有的区块要发生大的动静,才被认为是值得去记录或报警的。用户可以点击区块格子,在关、低、中、高四种灵敏度等级中切换。能想出这个功能的工程师,我觉得简直太天才了!3,蓝牙手环控制休眠功能,就是前面在硬件部分讲过的摄像机检测到主人的小米手环2,就知道主人在家,没必要拍摄主人的视频,于是可以进入休眠状态。主要是满足用户个人隐私或节省存储空间等的需要。这个设计也体现了小米生态链的优势,不同生态链厂商之间的产品产生了很有价值的联动。4,实时的NAS传输存储:以前米系的小蚁、小白摄像机都是在早晚两个时段将存储卡中的录像复制到家用NAS(比如小米硬盘版路由器)中,而米家智能摄像机可以将刚录好的视频(一分钟一个文件)实时转存到家用NAS中。这个对于防贼是很有用的,贼如果破坏了你的摄像机但没破坏家用NAS,那就多一分保障。另外开启移动侦测记录后,米家智能摄像机发现画面变动会将一段十几秒的视频通过云服务推送手机进行报警,手机观看后就同时下载到了手机存储里,总之,有多重保障当然是好事。另外还有不少很人性化的设计,比如:镜头畸变纠正、截屏后立即弹出照片预览窗口、简洁明朗的存储文件列表等等,都非常值得点赞。然后,聊完了硬件和软件,就该聊聊大家最关心的画质了。这款这相机画质真的太让我满意了,有两点比较关键:1,前面提到的宽动态范围模式(WDR):让用户既能够看清过曝区域的亮部细节,又能看清光线不足区域的暗部细节。小蚁、小方、米家都是采用高曝光的模式,也就是在室内普通或较弱光线下,摄像机展现出的场景的画面亮度是高于肉眼实际观察场景的亮度的,这样做的好处是画面解析力好、明亮、好看,暗部细节也能看得清楚。但是带来一个副作用就是当对着窗户或光源拍摄时,有严重过曝现象,一片惨白。这个副作用,我本来是觉得完全可以接受,因为安防摄像头吗,不就是为了抓贼吗,亮部画面过曝不影响抓贼,暗部细节看不清才影响抓贼啊。但是米家智能摄像机开启宽动态范围模式(WDR)后,就把这副作用大体消除了,亮部细节也能看清,暗部细节也能看清,比我能够接受的还好很多,实在是太棒了!2,室内光线下的表现:关于室内光线下的表现,这几款放一起谈谈大致感受,小蚁第一代画质不用谈了,第二代夜视版室内光线下画质不错,但毕竟720P画面分辨率已经落后了,也不适合对着窗户或光源拍摄。小方室内光线下拥有很不错的解析力,明显超越720P的小蚁甚至1080P的小白摄像机,但如果光线较弱,涂抹略严重一点。小白摄像机,这个有点无语,可旋转和丰富的语音功能挺不错,但室内光线下画质有点不争气,本来小白也是采用和小蚁、小方等一样的高感光的模式,当然会有亮部过曝一片惨白的问题,但我觉得这可以接受。可后来小白升级了固件后,改变了画面优化方向,亮部是不太过曝了,但暗部也一团黑看不清了。这种调整本人是不太赞成的,但是我手里的是工程样机,也有朋友说室外光线下,小白表现超越小方,所以我也不说死。总之目前我手上这台小白在室内光线下的画质表现只能与720P的小蚁夜视版比比。然后再谈米家智能摄像机,不得不赞啊!室内光线下解析力很强,色彩饱和度很高,其感光度很高,算法也比较激进,所以展现出的画面亮度、饱和度明显超越人眼实际观察到的场景情况。尤其是较弱的室内照明条件下,人的肉眼都觉得光线昏暗、色彩也暗淡的情况下,米家智能摄像机依然能展现出亮度不错、色彩鲜艳的画面。有人说:这样不真实。拜托,我买安防摄像机不是用来搞专业视频工作的,就是为了防个贼、看看家里情况什么的,弱光下也能看清看爽才是我需要的。另外在光线若到一定程度时,小方、小白已经率先进入黑白夜视模式,米家智能摄像机依然能维持彩色模式,让用户能看清色彩,光线很暗时,才会进入黑白夜视模式,这一点也非常值得点赞。最后,相关问题及注意事项:1,米家智能摄像机是小米生态链企业紫米出品的。对,就是做移动电源的那家紫米,也是一家独角兽企业(估值超10亿美元的初创公司)。2,电源线与电源适配器是连在一起的,不能拔掉,充电口是micro USB,充电线约1.8米长。3,米家智能摄像机开箱取出后先撕掉前膜,否则固定住了无法转动。摄像头的转动不是为了调节画面角度(调节画面角度通过软件实现),它只能转动20°,目的是使micro USB充电口偏开底座中轴,便于用户插入micro USB充电头。插入后记得一定要转回去,否则在米家APP里添加摄像头有一个扫描二维码的过程,就没法正确扫了。4,注意区分Reset孔和麦克风孔,别管多牛逼,还是看下说明书吧!米家APP里添加摄像头时,要求把针插入Reset孔5秒(后来我通过实验证明对于新买来的摄像机这步没必要,可以直接下一步),自信无需看说明书的我毫不犹豫地将针插进了麦克风孔——麦克风居然没有坏啊!点赞!好吧,暂时能想到的基本说完了。这些内容我其实前天做直播时已经讲过,所以……还是欢迎大家关注我的直播,你们要都关注了,我也就省的写这么多字了。小米直播ID:166272。","state":"published","sourceUrl":"","pageCommentsCount":0,"canComment":false,"snapshotUrl":"","slug":,"publishedTime":"T17:36:29+08:00","url":"/p/","title":"长江后浪推前浪 米家智能摄像机使用感受","summary":"2月28日小米松果发布会,顺便发布了最新款的米家智能摄像机,并且做为礼品之一发给了参加发布会的观众。本人也拿到了,至此,米系所有安防类摄像机产品,本人全都凑齐了——小蚁1代、小蚁夜视版、小白、小方、米家。回家测试了一把,最后觉得可以用两句话来…","reviewingCommentsCount":0,"meta":{"previous":null,"next":null},"commentPermission":"anyone","commentsCount":29,"likesCount":41}},"annotationDetail":null,"commentsCount":29,"likesCount":236,"FULLINFO":true}},"User":{"lijiyu":{"isFollowed":false,"name":"李济羽","headline":"小米直播百家栏目主播,房间号:166272
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