不管是處理器，還是顯卡，每次有廠商發(fā)布新品，總是會(huì)有很多朋友感到不滿意，認(rèn)為其性能相比上一代提升幅度太小，認(rèn)為廠商毫無誠(chéng)意，稱之為“擠牙膏”，割韭菜云云。

“擠牙膏”這種行為到底有沒有？確實(shí)有，但是另外一方面，平心而論，大幅提升芯片（包括電腦和手機(jī)的CPU和顯卡的GPU等等）的性能并沒有大家想象中的那么容易，非常困難，這也是事實(shí)。

——那么，大幅提升芯片的性能，到底有哪些難點(diǎn)呢？

一、 芯片的制造材料及制造工藝

首先，芯片的基礎(chǔ)是半導(dǎo)體材料，半導(dǎo)體材料的性質(zhì)對(duì)芯片的最終性能有著決定性的影響。

因此，大幅提升芯片的性能，其前提是用來制造芯片的半導(dǎo)體材料的性質(zhì)更加優(yōu)秀，這不是芯片設(shè)計(jì)廠商的任務(wù)，不是它們可以做到完成的，這需要半導(dǎo)體材料 供應(yīng)鏈的努力。

其次，芯片制造的各個(gè)環(huán)節(jié)都需要同步提升，達(dá)到更高的水平才行，包括光刻、薄膜沉積、化學(xué)機(jī)械拋光等工藝，這些工藝的提升可以更好地應(yīng)對(duì)、解決由于芯片變小、電路復(fù)雜度提高等各種問題。

改進(jìn)芯片的材料和制造工藝可以提高芯片的性能，這需要投入大量的資金和時(shí)間來進(jìn)行研究和開發(fā)。只有兩方面提升、進(jìn)步了，芯片的性能才能實(shí)現(xiàn)大幅提升，而這些都不是在短期內(nèi)可以做到的，這是大幅提升芯片性能的一大難點(diǎn)。

如果芯片廠商準(zhǔn)備設(shè)計(jì)一款芯片，那么它所采用的制造材料和制造工藝必須是目前技術(shù)條件和供應(yīng)鏈已經(jīng)成熟，可以提供，并且能大規(guī)模商用的方案。如果一項(xiàng)新技術(shù)可以大幅提高芯片的性能，但是上述幾點(diǎn)中有一點(diǎn)不能滿足，那么就不能采用。

二、溫度和功耗問題

在芯片工作的過程中，由于電路元器件產(chǎn)生的電流在芯片內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生熱能，會(huì)使芯片的溫度不斷升高。

當(dāng)芯片溫度升高到一定程度之后必須進(jìn)行干預(yù)，不能讓溫度再繼續(xù)上升，否則突破某個(gè)臨界點(diǎn)后，就會(huì)損壞，甚至燒毀芯片。

這個(gè)時(shí)候就只能以性能換溫度，犧牲性能換溫度，也就是說刻意地降低芯片的性能，比如運(yùn)行頻率等等。

因此，如果要大幅提升芯片的性能，就必須要解決功耗增加這個(gè)難題，功耗增加不僅會(huì)導(dǎo)致芯片溫度過高，還意味著所需要消耗的電能更多，從而影響到設(shè)備的續(xù)航，這對(duì)于使用電池供電的筆記本電腦和智能手機(jī)尤為重要。

這是一個(gè)老大難，并不容易解決的問題。

三、 集成度和互聯(lián)問題

隨著芯片集成度的不斷提高，芯片里的組件變得越來越多，越來越復(fù)雜，而組件的復(fù)雜度也意味著彼此互連密度的增加。

如何在增加互連密度的情況下保持芯片的可靠性和穩(wěn)定性非常困難，這也需要芯片設(shè)計(jì)和制造廠商共同合作努力，對(duì)互連技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步地研發(fā)和優(yōu)化，這也是繼續(xù)大幅提升芯片性能的難點(diǎn)之一。

四、散熱問題

這一點(diǎn)和第二點(diǎn)比較類似，但是也有所區(qū)別，在芯片運(yùn)行的過程中，芯片的具體發(fā)熱部位和發(fā)熱量并不是平均分布的，會(huì)集中于某些特殊的部位。

在芯片設(shè)計(jì)的時(shí)候就要考慮到這一點(diǎn)，以使熱量強(qiáng)制對(duì)流、對(duì)流換熱、輻射換熱等等，要采用各種措施避免損壞芯片，這些都會(huì)增加芯片研發(fā)的難度和成本。

而廠商的這部分努力普通用戶是感知不到的，他們能感受到的就是“性能沒有太大提升”、“擠牙膏”，嚴(yán)格來說，這種認(rèn)知和評(píng)價(jià)是不客觀、公正的。

總體而言，大幅提升芯片性能需要面對(duì)、解決很多難點(diǎn)，并需要投入更多的人力物力和時(shí)間，不是一朝一夕之內(nèi)可以完成的。

科學(xué)家、供應(yīng)鏈和芯片設(shè)計(jì)廠商需要通力合作，不懈地努力，只有材料及制造工藝提升、解決溫度和功耗、解決集成度和互聯(lián)問題的優(yōu)化和散熱問題，才能大幅提升芯片的性能，否則只能是無本之木、無源之水。