2020是芯片制造的魔幻之年,台积电、三星半导体的5nm制程工艺不仅没有跳票,齐刷刷进入EUV工艺第二代,智能手机行业应用5nm制程工艺的速度也是超快,苹果、华为、小米、vivo等一线品牌均相继发布搭载5nm芯片的旗舰机型,2021年第一季度一大波5nm新机也正在路上。

问题来了,既然三星、台积电制造的芯片都是5nm,那么在能耗上也应该相差不大,然而实际情况并非如此。有媒体“爱范儿”评测了搭载三星Exynos 1080的vivo X60 Pro、搭载骁龙888的小米11,以及搭载苹果A14芯片的iPhone 12的续航水平。从评测的数据,能发现虽然都是5nm,但续航和能耗差得挺大。

测试的条件为,网络环境为wifi,屏幕亮度限制在80 %,外放音量设为50%,测试时间3小时,测试场景包括《和平精英》、网易云音乐、抖音、B站、淘宝和微博,每个场景半小时,基本符合多数用户的使用手机习惯。

从爱范儿的测试结果看,vivo X60 Pro剩余电量最多,其次是小米11,iPhone 12垫底(具体见下图),简单说就是续航方面,三款手机中,vivo X60 Pro最好,iPhone 12最差,小米11居中。如果按剩余电量估算最终的续航时间,vivo X60 Pro大约为8.57小时,小米11为7.89小时,iPhone 12为7.5小时,最优和最差能拉开1个小时的距离,这个差距并不算小。

那么能不能据此得出A14芯片能耗最高,三星Exynos 1080最省电、骁龙888居中呢?答案是不能,因为这三款手机的电池容量不同。iPhone12电池容量2815毫安时,小米11电池容量4600毫安时,vivo X60 Pro电池容量4200毫安时。

如果将电池容量和续航时间进行比较,关于芯片能耗的结论会是反直觉的:

vivo X60 Pro电池容量为4200毫安时,续航8.57小时,等于1毫安时电量可以运行大约0.1224分钟,即0.1224分钟/毫安时;iPhone12电池容量2815毫安时,换算可得0.1599分钟/毫安时;小米11电池容量4600毫安时,换算可得0.1029分钟/毫安时。可以看出,A14芯片比骁龙888能耗低大约51.51%,比三星Exynos 1080能耗低大约27.37%,骁龙888是三款芯片中能耗最高的。当然,考虑到屏幕分辨率、刷新率的不同,骁龙888和A14芯片、三星Exynos 1080的能耗差距会小一些,但不会小太多,因为vivo X60 Pro也是高刷屏,但其搭载的三星Exynos 1080能耗就比骁龙888低20.89%。

由于Exynos 1080和骁龙888都是三星半导体代工,A14芯片为台积电代工,因此虽然都是5nm芯片,但从能耗上看,两家公司还是有一定差距的。从具体参数看,根据公开信息,台积电的5nm制程工艺相比7nm,同样性能下,功耗降低了30%,同样功耗下,性能提升了15%。三星的5nm制程工艺相比其7nm,同样性能下,功耗降低20%,同样功耗下,性能提升10%。简单说,同样的5nm制程工艺,在性能和功耗上,三星代工的产品要落后台积电半个身位的样子。这也符合前面结论,台积电代工的A14芯片的能耗,大大低于三星代工的Exynos 1080和骁龙888。

同样是5nm制程工艺,竟然还有这么大的差异,这背后其实反映出芯片代工业的一个潜规则,即行业里的厂家都希望凸显自己的核心竞争力,宣传技术优势时难免玩点文字游戏,结果就是同样数字下的纳米制程工艺,无论是晶体管密度,还是性能、功耗都各不相同,看得人乱花渐欲迷人眼,具体见下图。

所以,对于目前从芯片到手机终端的各种参数比拼,大家看看就好,不用太认真。

说白了,安卓手机为了克服能耗短腿,通过不断扩充电池容量维持看得过去的续航,从而超过iPhone,单论芯片能耗的话,其实并不比苹果A系列芯片强。

当然,苹果也没有什么好窃喜的,为了极致轻薄的设计,把电池容量缩小得像猫粮,直接使iPhone续航短腿,这审美是不是有点病态?

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