今天小編分享的科學經驗：蘋果首發3nm芯片！我們有必要為這麼貴的技術花錢嗎？，歡迎閲讀。
最近的數碼圈非常熱鬧，華為突破工藝封鎖，帶來新的麒麟 9000S 芯片，蘋果也首發 3 納米制程的芯片 A17，即将上線的還有高通的年度旗艦芯片 8Gen3 等等。
手機性能愈發強大，很多人會問：我平時就是刷視頻、聊天、看新聞，需要這麼好的芯片嗎？為什麼我們需要越來越先進的的芯片制程？我真的需要為這麼貴的技術買單嗎？今天，咱們就來聊聊你關心的這些問題。
什麼是芯片制程
説起芯片制程，就不得不提到一個大名鼎鼎的定律：摩爾定律。如果你對電子產品有一些了解，那麼相信你一定聽過這個定律。這個定律的具體内容是：集成電路上可以容納的晶體管數量，大約每 18~24 個月提升一倍。換句話説，芯片的性能每 18~24 個月提升一倍，同時價格将為之前的一半。
圖源：https://unsplash.com/ 攝影師：Brian Kostiuk
這其中芯片制程就是容納晶體管數量提升的關鍵因素之一。我們常聽到的 7 納米工藝或是 3 納米工藝，主要指的是芯片晶體管栅極寬度的大小，這個數字越小，晶體管密度就越大，比如最新的芯片已經可以有 150 億以上的晶體管。
當然，你現在看到的很多 5 納米、4 納米或是 3 納米的工藝，其實物理上的寬度并沒有真的達到 5 納米或是 3 納米，而是成為一個品牌名，就像手機型号一樣。不過這并不影響制程依舊在繼續前進。
一般來説，更先進的制程一方面可以帶來性能的提升，以手機芯片為例，它其實包含了 CPU、GPU、AI 芯片、ISP 等諸多部分組成，更先進的制程，比如 3 納米工藝，帶來的更多是大型遊戲渲染、視頻剪輯、影像處理、AI 運算分析等等，需要更多運算和更強性能實現的場景。
另一方面，也會帶來能效的提升，也就是説，實現相同的性能，理論上更先進的制程耗電會更少。當然，制程提升的同時，也意味着制造難度越來越大。
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對于普通人
為什麼也需要先進的工藝
回到上面的問題，雖然最新旗艦芯片的更強性能普通人可能用不到，但是如果對手機的需求只是上網、聊天、看視頻，性能是否是過剩的？其實我們對于性能的需求比想象中要大，也許在可見的未來，還看不到真正的 " 性能過剩 "。軟體始終能夠帶來新的功能吃掉性能提升，并創造新的性能需求，而這些功能其實已經在潛移默化影響我們的使用。
1
使用習慣分析
2
相冊分類
各家手機的相冊應用，都會有照片編輯功能，也都會有地理位置、人物、物體識别，甚至圖片中的文字識别，一段時間的旅行标記和精選時刻回憶。這些信息都是在本地對照片中的地理位置、畫面信息進行計算和标記來獲取，也同樣是通過芯片算力實現的。
甚至再強一點，你不但可以在相冊中實現很高的修圖自由度，甚至可以像修圖那樣快速，無延遲，幾乎無需等待地直接編輯 4K 60fps HDR 視頻，調整視頻角度，或是長按圖片快速摳圖，并跨 App 粘貼……這些功能同樣需要強大的算力支撐。
3
拍照
拍照功能，可能是手機帶來的最大便利之一了。智能手機的普及，滿足了很多人日常拍照、拍視頻的需求。" 計算攝影 " 也已經成為目前最吃芯片算力的應用之一。在手機有限的相機尺寸之下，計算攝影通過多幀合成的方式，提升照片的動态範圍，減少過曝或死黑，保證包括大逆光或者夜晚的曝光和細節畫質，鏡頭望遠的超分辨率算法帶來 100 倍變焦，還有比肩專業單反、微單的人像背景虛化模拟效果算法……這一切都是芯片實時計算帶來的。
4
看視頻
再回到上網和視頻的場景，我們對視頻的需求在不知不覺間提升了許多。今天我們能看到 4K HDR 視頻，與 10 年前老電視劇與老電影 1080p 都鳳毛麟角的時代，幾乎天差地别。更高的分辨率，更高的幀率，以及局部 HDR 顯示的算力支持，同樣有芯片的參與。即使在手機這種尺寸的螢幕上，也能帶來更身臨其境的觀感。相信看過 4K 視頻的你，一定不會願意再次回到高糊畫質的時代的。
看，你以為你只需要上網看視頻，并不需要多強的性能。但是每天算力在日常使用手機的過程中無孔不入，所以即使你對手機的功能需求并不高，也依舊逃不掉手機算力與芯片更新，也就依舊逃不掉工藝制程的更新。
而最近國產芯片的新突破，也讓我們看到自研更先進芯片的曙光，雖然還不能和最強的芯片相比，但是已經實現了不錯的性能。也許再過幾年，先進芯片也不再成為問題。
策劃制作
作者丨李博君 科普創作者
審核丨于旸 騰訊玄武實驗室負責人
責編丨崔瀛昊
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