臺積電簡介

　　***積體電路制造股份有限公司，簡稱臺積電、TSMC，是***一家半導體制造公司，成立于1987年，是全球第一家、以及最大的專業(yè)集成電路制造服務（晶圓代工）企業(yè)，總部與主要工廠位于新竹科學園區(qū)。2013年營收19.85億美元，晶圓代工市占率46%，為全球第一。

　　2011年資本額約新臺幣2，591.5億元，市值約1，000億美金，為***市值最大的上市公司。臺積公司總產(chǎn)能已達全年430萬片晶圓，其營收約占全球晶圓代工市場的百分之六十。

　　CPU簡介

　　中央處理器（CPU，CentralProcessingUnit）是一塊超大規(guī)模的集成電路，是一臺計算機的運算核心（Core）和控制核心（ControlUnit）。它的功能主要是解釋計算機指令以及處理計算機軟件中的數(shù)據(jù)。

　　CPU物理結(jié)構(gòu)

　　1.邏輯部件

　　英文Logiccomponents；運算邏輯部件。可以執(zhí)行定點或浮點算術(shù)運算操作、移位操作以及邏輯操作，也可執(zhí)行地址運算和轉(zhuǎn)換。

　　2.寄存器

　　寄存器部件，包括寄存器、專用寄存器和控制寄存器。通用寄存器又可分定點數(shù)和浮點數(shù)兩類，它們用來保存指令執(zhí)行過程中臨時存放的寄存器操作數(shù)和中間（或最終）的操作結(jié)果。通用寄存器是中央處理器的重要部件之一。

　　3.控制部件

　　英文Controlunit；控制部件，主要是負責對指令譯碼，并且發(fā)出為完成每條指令所要執(zhí)行的各個操作的控制信號。

　　其結(jié)構(gòu)有兩種：一種是以微存儲為核心的微程序控制方式；一種是以邏輯硬布線結(jié)構(gòu)為主的控制方式。

　　微存儲中保持微碼，每一個微碼對應于一個最基本的微操作，又稱微指令；各條指令是由不同序列的微碼組成，這種微碼序列構(gòu)成微程序。中央處理器在對指令譯碼以后，即發(fā)出一定時序的控制信號，按給定序列的順序以微周期為節(jié)拍執(zhí)行由這些微碼確定的若干個微操作，即可完成某條指令的執(zhí)行。

　　簡單指令是由（3～5）個微操作組成，復雜指令則要由幾十個微操作甚至幾百個微操作組成。

　　CPU工作過程

　　CPU從存儲器或高速緩沖存儲器中取出指令，放入指令寄存器，并對指令譯碼。它把指令分解成一系列的微操作，然后發(fā)出各種控制命令，執(zhí)行微操作系列，從而完成一條指令的執(zhí)行。指令是計算機規(guī)定執(zhí)行操作的類型和操作數(shù)的基本命令。指令是由一個字節(jié)或者多個字節(jié)組成，其中包括操作碼字段、一個或多個有關(guān)操作數(shù)地址的字段以及一些表征機器狀態(tài)的狀態(tài)字以及特征碼。有的指令中也直接包含操作數(shù)本身。

　　1.提取

　　第一階段，提取，從存儲器或高速緩沖存儲器中檢索指令（為數(shù)值或一系列數(shù)值）。由程序計數(shù)器（Program Counter）指定存儲器的位置。（程序計數(shù)器保存供識別程序位置的數(shù)值。換言之，程序計數(shù)器記錄了CPU在程序里的蹤跡。）

　　2.解碼

　　CPU根據(jù)存儲器提取到的指令來決定其執(zhí)行行為。在解碼階段，指令被拆解為有意義的片段。根據(jù)CPU的指令集架構(gòu)（ISA）定義將數(shù)值解譯為指令。一部分的指令數(shù)值為運算碼（Opcode），其指示要進行哪些運算。其它的數(shù)值通常供給指令必要的信息，諸如一個加法（Addition）運算的運算目標。

　　3.執(zhí)行

　　在提取和解碼階段之后，緊接著進入執(zhí)行階段。該階段中，連接到各種能夠進行所需運算的CPU部件。

　　例如，要求一個加法運算，算術(shù)邏輯單元（ALU，Arithmetic Logic Unit）將會連接到一組輸入和一組輸出。輸入提供了要相加的數(shù)值，而輸出將含有總和的結(jié)果。ALU內(nèi)含電路系統(tǒng)，易于輸出端完成簡單的普通運算和邏輯運算（比如加法和位元運算）。如果加法運算產(chǎn)生一個對該CPU處理而言過大的結(jié)果，在標志暫存器里可能會設(shè)置運算溢出（Arithmetic Overflow）標志。

　　4.寫回

　　最終階段，寫回，以一定格式將執(zhí)行階段的結(jié)果簡單的寫回。運算結(jié)果經(jīng)常被寫進CPU內(nèi)部的暫存器，以供隨后指令快速存取。在其它案例中，運算結(jié)果可能寫進速度較慢，但容量較大且較便宜的主記憶體中。某些類型的指令會操作程序計數(shù)器，而不直接產(chǎn)生結(jié)果。這些一般稱作“跳轉(zhuǎn)”（Jumps），并在程式中帶來循環(huán)行為、條件性執(zhí)行（透過條件跳轉(zhuǎn)）和函式。許多指令會改變標志暫存器的狀態(tài)位元。這些標志可用來影響程式行為，緣由于它們時常顯出各種運算結(jié)果。例如，以一個“比較”指令判斷兩個值大小，根據(jù)比較結(jié)果在標志暫存器上設(shè)置一個數(shù)值。這個標志可藉由隨后跳轉(zhuǎn)指令來決定程式動向。在執(zhí)行指令并寫回結(jié)果之后，程序計數(shù)器值會遞增，反覆整個過程，下一個指令周期正常的提取下一個順序指令。

　　“CPU門”事件背景

　　在iPhone6s和iPhone6s Plus中，蘋果公司同時使用了三星和臺積電代工的A9芯片。按慣例來看，三星生產(chǎn)的A9芯片因為使用的是14納米制造工藝，而且三星有著成熟的蘋果A系處理器代工經(jīng)驗，相比臺積電使用的則是16nm，所以三星的版本會更有優(yōu)勢。而用戶在實際測試和使用中發(fā)現(xiàn)，三星這些所謂的優(yōu)勢其實都是然并卵，臺積電芯片的表現(xiàn)要比三星芯片更好。特別是在電池續(xù)航測試中，兩者的差別在6%-22%之間，臺積電芯片續(xù)航要遠比三星芯片更給力。看到這些測試結(jié)果，買到使用臺積電芯片的用戶可能會高興好一陣，而買到使用三星芯片的用戶則不高興了，真是幾家歡喜幾家愁。

　　對于此事蘋果公司日前終于正式回應此事，表示在蘋果實驗室的測試中，電池續(xù)航的差別僅有2%-3%。他們已經(jīng)進行過內(nèi)部測試，也收集了客戶數(shù)據(jù)以確定兩款芯片的性能差別。“iPhone6s或iPhone6s Plus中由蘋果設(shè)計的A9芯片是全球最先進的智能手機芯片。不管使用在哪個容量版本、哪種顏色或者機型的iPhone6s中，我們使用的每一款芯片都符合蘋果公司的最高標準，擁有出色的性能以及優(yōu)秀的電池續(xù)航能力。

　　此前有用戶在Geekbench 3測試中發(fā)現(xiàn)臺積電版本的電池續(xù)航比三星版本的要長大約兩個小時。測試者進行了多次測試，而且兩臺設(shè)備是在相同的條件下測試的，所得到的結(jié)果基本都是相同的。對此蘋果公司表示這類測試不能夠反映實際的使用情況。蘋果通過收集客戶數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)的2%-3%的差別是制造公差，而且即使是兩臺使用同一個代工廠芯片的設(shè)備也會出現(xiàn)這樣的差別。

　　臺積電和三星怎么區(qū)別

　　臺積電獨吞A10芯片消息一出，整個大陸媒體都是一種濃濃的酸味，覺得韓國三星的14nm沒可能輸給16nm啊。只能說小編們的姿勢還要再提高??！作為一個長者，我來給小編們科普點：

　　第一：14/16nm是同代技術(shù)，居然有小白就認為14一定比16好，制程細微的差別其實對芯片整個芯片性能影響還不如工藝更大。

　　第二：工藝上說，臺積電的技術(shù)是自己研發(fā)的，三星則是買IBM的授權(quán)。全世界只有***和美國是有半導體晶圓制造FinFET的源技術(shù)的，F(xiàn)inFET事實上就是***人胡正明第一個發(fā)明的，而后擔任美國國防部和臺積電的研發(fā)顧問。這個源技術(shù)分為三派：美國是Intel和IBM通用技術(shù)聯(lián)盟，***則是臺積電。Intel和臺積電的技術(shù)是不外傳的，事實上韓國三星、美國格羅方德、***聯(lián)電的FinFET技術(shù)都是買的IBM授權(quán)，只不過各家的工藝開發(fā)靠譜程度有區(qū)別罷了。

　　第三：工藝上臺積電完爆三星幾條街，比如3D-IC積層技術(shù)，這個技術(shù)是臺積電獨家的，Intel宣稱自己搞出來了，可是臺積電芯片都出貨了，Intel還在PPT上繼續(xù)演示這個技術(shù)。還有Info級封裝技術(shù)，這個對于封裝技術(shù)的意義不亞于2002年業(yè)界看到***人胡正明的FinFET對制程的影響。如果沒記錯，臺積電是2012年在IEEE發(fā)表了這個論文，當時讓封測業(yè)內(nèi)倒吸幾口涼氣啊，沒想到臺積電這么快就變成現(xiàn)實了。只能說搶了日月光和艾克爾的生意，低端封測廠的好日子到頭了，一旦日月光被逼去搞中低端封測，那星科金鵬還不把內(nèi)褲都賠輸光？

　　最后科普一個事實：半導體業(yè)內(nèi)都知道臺積電是不講價的，臺積電的技術(shù)和良率迄今還沒有哪個晶圓廠比得了，三星吹的再牛X，GT240這種入門顯卡都造不了，也就是拿制程數(shù)字嚇唬小白，你跟三星談工藝，三星馬上就萎了。用三星西安廠的一位業(yè)務代表話說：我們不跟臺積電正面競爭客戶群。

　　臺積電和三星哪個好

　　三星使用的14nm工藝，有著成熟的蘋果A系處理器代工經(jīng)驗；而臺積電使用的則是16nm，而且是第一次，理論上三星的版本會更有優(yōu)勢，但是實測結(jié)果，卻恰恰相反……　　連續(xù)跑Geekbench測試當中，三星逐漸發(fā)熱嚴重，越到后面成績起伏越大，分值從最開始的稍稍勝出變成漸漸不如臺積電，并且多次明顯成績下滑。溫度比臺積電要高5度左右達到40度。而臺積電，成績穩(wěn)定，基本無起伏，溫度也不到36度。

　　使用安兔兔，三星繼續(xù)高熱，臺積電繼續(xù)涼爽。溫度差距在5度左右。中間三星出現(xiàn)一次閃退，每次都是臺積電先跑完測試并且在分值上勝出。

　　測試對象：

　　1.使用臺積電16nm處理器的iPhone 6s Plus雖然屏幕更大，但只消耗了314毫安的電量。

　　2.使用三星14nm處理器的iPhone 6s，居然反而比iPhone 6s Plus多耗電70毫安，達到384毫安。