什麼是“雙芯疊加”技術？

在晶片設計方面，華為公司也新曝出了一個“雙芯疊加”專利，這種方式甚至可以讓14nm晶片經過最佳化後比肩7nm效能。

根據華為曝出的專利來看，華為這種“雙芯疊加”專利確實能夠大大提升14nm晶片的效能。當然，如果說要比肩真正的7nm晶片，那可能還存在一定差距，就好比英特爾的14nm＋＋工藝。

具體來講，14nm與7nm之間的差距就是相同的芯片面積下，7nm可以擁有更多的電晶體數量，而電晶體的數量限制了晶片的效能。

這也就是說一顆14nm晶片無論怎麼最佳化都比不過7nm，就如同把兩杯50°的水倒在一起，怎麼也到不了100°。但是如果透過某種技術，把晶片任務進行分工，7nm晶片完全自己幹，兩顆疊在一起的14nm晶片分別完成一部分，然後將最後得到的結果疊加，那麼也能完成7nm晶片的任務。簡單來說就是把兩顆晶片的任務分工處理，再疊加在一起，形成更強的執行效率。理論上來說最佳化14nm媲美7nm是有可能實現的，但也需要解決功耗，訊號同步和資料流協同處理等方面的問題。

當然，這樣一來功耗勢必要提高很多，而這正是“雙芯疊加”的難度所在。

這個專利很多人都理解為兩顆獨立晶片進行物理堆疊的方式去實現效能突破，其實這是非常嚴重的錯誤，如果單單依靠物理堆疊，那麼會有非常多的弊端無法解決，例如相容性，穩定性，發熱控制這些都是沒法透過物理堆疊來解決問題的，在設計思路上面就會走上歧路，得不償失也毫無意義。

雙芯疊加層級運用於設計和生產初期，也就是說在設計過程中將原來的一顆晶片設計成雙層晶片然後利用自己獨特的技術，來將這兩層晶片封裝在一顆晶片中，透過同步訊號方式與一些其他方法就可以啟用雙層晶片共同發力，從而實現晶片效能突破。所以說一個物理層堆疊，一個設計之初就開始改變設計思路，這是完全不同的兩個方式。

歷史上英特爾也實現過類似的技術突破，只是英特爾是透過物理封裝的方式來完成全新的設計。從單片到2D整合，再從2D整合到3D整合，最終滿足不同應用場景的需求。在2005年AMD推出的雙核處理器速龍64 X2取得領先優勢時，英特爾就透過封裝工藝將兩個處理器核心封裝在一個基板上，推出了奔騰D系列。奔騰D系列的雙核心其實與奔騰4並無太大變化，它是將兩個奔騰4處理器封裝在一個基板上變成雙核處理器，這與AMD 速龍64 X2的原生雙核有根本的區別。英特爾的這種做法由於奔騰D的雙核處理器沒有共享記憶體、獨立的匯流排互聯等原因，因此奔騰D的效能遠比不上AMD的速龍X2，反而因此導致處理器的功耗大幅飆升，直到兩年後真雙核處理器酷睿2系列推出後，奔騰D迅速退場。

英特爾在雙核處理器競賽中後來居上，開始推出tick－tock計劃，依靠自家的先進工藝製程加上處理器核心升級更快迅速取得競爭優勢，而AMD則由於缺乏資金不得不賣掉晶片製造業務但是在核心競賽中依然處於劣勢，至2012年處理器已出到八核心。

面對英特爾的競爭優勢，AMD在多核技術研發落後的情況下，推出的FX系列也採取了透過封裝的方式將兩個四核處理器封裝在一起從而實現八核架構。不過AMD的FX系列雖然擁有八個核心，但是它是兩個核心共用一個浮點運算單元，然而當時的應用軟體依然需要大量浮點運算，為了進一步提高效能，AMD將CPU主頻提高至5GHz，結果是導致功耗飆升，以致於AMD處理器銷售端不得不在出售FX9590系列時強制捆綁水冷散熱器銷售。

從英特爾和AMD的做法都可以看出，僅靠封裝技術無法取得1＋1大於2的結果，反而這種做法導致的後果就是功耗過高，不利於散熱，在實際使用中可以得到的效能提升遠小於預期。

歸根結底，目前已知國內的晶片製程最高只能夠做到14奈米，雖然正在向著7nm不斷進發，但是是由於沒有最先進的euv光刻機，所以導致中芯國際即便是能夠研發出7奈米，也沒有辦法進行試產。如果能透過這種雙芯疊加的技術手段對於晶片進行最佳化，這樣14nm晶片的效能就能夠達到7nm效能標準，也算是華為的一種另闢蹊徑吧。