導(dǎo)讀:前陣子蘋(píng)果iPhone 6S/Plus續(xù)航力表現(xiàn)與溫度落差都被歸咎于三星的工藝技術(shù)問(wèn)題，但事實(shí)上似乎不是如此。工藝是影響芯片性能與功耗表現(xiàn)的重要因素，對(duì)蘋(píng)果最新版本的 iPhone 6S而言，似乎重要性要更高。我們都知道，新版iPhone的A9芯片分別以臺(tái)積電的16nm與三星電子14nm制造。

在部分用戶(hù)發(fā)現(xiàn)利用Geekbench這套測(cè)速程序在非常高壓的測(cè)試情境之下，使用不同來(lái)源芯片的iPhone有著截然不同的表現(xiàn)，使用臺(tái)積電16nm工藝A9的iPhone電池壽命明顯比使用三星電子14nm工藝的A9要來(lái)得長(zhǎng)，同時(shí)溫度也要更低。

所以三星電子的14nm工藝遠(yuǎn)比臺(tái)積電的16nm工藝糟糕?這結(jié)論，可能下的太早了。

根據(jù)Chipworks的芯片解析，三星確定使用較早的14nm LPE(low-power early)工藝，而臺(tái)積電則是有很大的機(jī)率使用其最新的16nm FinFET+。

我們相當(dāng)清楚，16nm FinFET+是臺(tái)積電為了對(duì)抗三星在14nm工藝的功耗與面積優(yōu)勢(shì)而緊急提出來(lái)的方案，取代原本在性能與面積偏弱勢(shì)的16nm FinFET，由于只是工藝部分的小調(diào)整，既有的芯片設(shè)計(jì)很容易就可以從16nm FinFET升級(jí)到16nm FinFET+，當(dāng)然，如果是像海思這類(lèi)客戶(hù)已經(jīng)開(kāi)光罩投產(chǎn)，要用FinFET+可能還是要重新投片。

三星也提出14nm LPP(low-power plus)反制，在性能與功耗上都會(huì)比原本的LPE更好。

目前三星電子14nm LPP還未正式量產(chǎn)，最快導(dǎo)入該工藝的將是高通驍龍820及自家的Exynos M1，投產(chǎn)時(shí)間預(yù)計(jì)在2015年第四季。

從Chopworks的解析中可以發(fā)現(xiàn)，三星14nm LPE工藝在芯片面積方面要比臺(tái)積電的16nm更小，當(dāng)然，這也符合業(yè)界的預(yù)期以及臺(tái)積電之前在法說(shuō)會(huì)的說(shuō)法。在面積上大約有10%的落差，這會(huì)許也是蘋(píng)果會(huì)選擇三星電子作為A9的主要代工伙伴的原因之一。

目前三星電子和臺(tái)積電在14nm與16nm之間的晶圓報(bào)價(jià)差距約在3成，如果加上面積的差異，且不計(jì)算良率的話，那么單位芯片的成本差距可能就會(huì)達(dá)到約4成，面對(duì)這么龐大的成本差距，即便二者在工藝性能上有差距，蘋(píng)果會(huì)如何取舍其實(shí)不言可喻。

當(dāng)然16nm FinFET+的確有其性能優(yōu)勢(shì)，但不同工藝的A9在CPU的性能極端測(cè)試表現(xiàn)落差如此之大，真的只是單純工藝的因素嗎?

我們可以看看更多的測(cè)試細(xì)節(jié)，可以發(fā)現(xiàn)如果是測(cè)試GPU高負(fù)載運(yùn)算，二者在功耗表現(xiàn)方面其實(shí)差距微乎其微，如果單純只是因?yàn)楣に嚨囊蛩?，不?huì)CPU落差這么大，GPU卻幾乎沒(méi)有落差。

另外，在多數(shù)情況之下，基于不同工藝A9的手機(jī)在性能與功耗上其實(shí)沒(méi)有太大的不同，因此我們可以大膽推論CPU部分的設(shè)計(jì)可能出了問(wèn)題。

從Chipworks的芯片照片也可以發(fā)現(xiàn)，不同工藝的A9在芯片布局方面也不一樣，當(dāng)然，這是因?yàn)槿呛团_(tái)積電在周邊的IP方案也不同，必須根據(jù)不同的工藝設(shè)計(jì)與優(yōu)化，但是不是因?yàn)檫@些搭配的差別，使得芯片上的布局出了問(wèn)題，才是導(dǎo)致CPU在功耗方面落差如此大的元兇?

在極端情況之下的CPU負(fù)載測(cè)試雖然對(duì)于芯片體質(zhì)是一大考驗(yàn)，但對(duì)于判斷芯片的日常應(yīng)用體驗(yàn)其實(shí)一點(diǎn)幫助也沒(méi)有，跑3D游戲，大部分的功耗落在GPU上，看網(wǎng)頁(yè)與傳輸數(shù)據(jù)，基頻與Wi-Fi芯片功耗也要考慮進(jìn)來(lái)，甚至屏幕也是功耗大戶(hù)。

另外，所有ARM架構(gòu)高端處理器在高壓負(fù)載之下，溫度要是上升到一定程度就會(huì)強(qiáng)制降頻，換句話說(shuō)CPU的高壓負(fù)載測(cè)試情況下，從滿(mǎn)電到?jīng)]電，應(yīng)該有99%的時(shí)間都是在6成，甚至一半的頻率限制下運(yùn)作，加上整個(gè)系統(tǒng)也有功耗預(yù)算限制，某些評(píng)論說(shuō)三星電子工藝耗電的問(wèn)題可能是因?yàn)楸容^不耐高頻運(yùn)作，其實(shí)也無(wú)法反映CPU高壓測(cè)試的結(jié)果。

三星自己的14nm LPE工藝方案Exynos 7420早期曾有因?yàn)楣に囐|(zhì)量不穩(wěn)定，導(dǎo)致不同批次在CPU電壓的需求有落差，因而功耗與溫度，甚至性能不同的問(wèn)題發(fā)生，但從不同工藝A9的CPU高壓測(cè)試觀察，所有基于三星電子14nm LPP工藝的A9在電池壽命和溫度都有一致的結(jié)果，并沒(méi)有表現(xiàn)特別好、或者是接近臺(tái)積電版本測(cè)試結(jié)果的狀況，所以也可以排除可能是工藝質(zhì)量不穩(wěn)定的推論，也證明三星電子14nm LPE雖然弱于臺(tái)積電，但質(zhì)量應(yīng)該算穩(wěn)定。畢竟客戶(hù)是蘋(píng)果，他們可不會(huì)接受質(zhì)量落差太大的狀況。

另外，傳聞蘋(píng)果也要為了功耗落差的問(wèn)題重新修改在三星電子投產(chǎn)的A9，如果該傳聞為真，也等同蘋(píng)果承認(rèn)是自己設(shè)計(jì)的問(wèn)題，加上三星電子在這陣風(fēng)波中完全不吭聲，更可能落實(shí)了以上的推論。