Procesory są zbudowane z miliardów maleńkich tranzystorów, bramek elektrycznych, które włączają się i wyłączają, aby wykonywać obliczenia. Aby to zrobić, pobierają moc, a im mniejszy tranzystor, tym mniej mocy jest wymagane. „7nm” i „10nm” to miary wielkości tych tranzystorów – „nm” to nanometry, co stanowi małą długość, i są użyteczną miarą do oceny mocy konkretnego procesora.
Dla porównania, „10 nm” to nowy proces produkcyjny Intela, który ma zadebiutować w czwartym kwartale 2019 r., natomiast „7 nm” zwykle odnosi się do procesu TSMC, na którym bazują nowe procesory AMD oraz układ Apple A12X.
Dlaczego więc te nowe procesy są tak ważne?
Prawo Moore’a, stara obserwacja, że liczba tranzystorów w chipie podwaja się co roku, podczas gdy koszty spadają o połowę, było utrzymywane przez długi czas, ale ostatnio zaczęło się zmieniać. Pod koniec lat 90. i na początku 2000 r. tranzystory kurczyły się co dwa lata o połowę, co prowadziło do ogromnych ulepszeń w regularnych odstępach czasu. Jednak dalsze zmniejszanie się stało się bardziej skomplikowane, a od 2014 roku nie widzieliśmy tranzystora od Intela. Te nowe procesy są pierwszymi poważnymi ograniczeniami od dłuższego czasu, zwłaszcza ze strony Intela, i stanowią krótkie ożywienie prawa Moore’a.
Z opóźnieniem Intela, nawet urządzenia mobilne miały szansę nadrobić zaległości, z chipem Apple A12X wytwarzanym w procesie 7 nm TSMC. Samsung również posiada własny proces 10 nm. Dzięki kolejnym procesorom AMD w procesie 7 nm TSMC oznacza to dla nich szansę na przeskoczenie wydajności Intela i wprowadzenie zdrowej konkurencji do monopolu Intela na rynku – przynajmniej do czasu, gdy układy Intel 10nm „Sunny Cove” zaczną trafiać na półki.
Co naprawdę oznacza „nm”?
Procesory są wykonane przy użyciu fotolitografii, gdzie obraz procesora jest wytrawiony na kawałku krzemu. Dokładna metoda tego, jak to się robi, jest zwykle nazywana węzłem procesu i jest mierzona na podstawie tego, jak mały producent może wykonać tranzystory.
Ponieważ mniejsze tranzystory są bardziej energooszczędne, mogą wykonywać więcej obliczeń bez zbytniego nagrzewania się, co jest zwykle czynnikiem ograniczającym wydajność procesora. Pozwala to również na mniejsze rozmiary matryc, co zmniejsza koszty i może zwiększyć gęstość przy tych samych rozmiarach, a to oznacza więcej rdzeni na chipie. 7 nm jest efektywnie dwukrotnie gęstsze niż poprzedni węzeł 14 nm, co pozwala firmom takim jak AMD na wypuszczenie 64-rdzeniowych chipów serwerowych, co stanowi ogromną poprawę w stosunku do poprzednich 32 rdzeni (i 28 Intela).
Należy jednak zauważyć, że chociaż Intel nadal działa w węźle 14 nm, a AMD planuje wkrótce uruchomić swoje procesory 7 nm, nie oznacza to, że AMD będzie dwa razy szybsze. Wydajność nie skaluje się dokładnie z rozmiarem tranzystora, a przy tak małych skalach te liczby nie są już tak dokładne. Sposób, w jaki miary odlewni półprzewodników mogą się różnić, może się różnić w zależności od siebie, dlatego najlepiej jest traktować je bardziej jako terminy marketingowe używane do segmentacji produktów niż jako dokładne pomiary mocy lub rozmiaru. Oczekuje się, że nadchodzący węzeł 10 nm Intela będzie konkurował z węzłem 7 nm TSMC, pomimo niezgodności liczb.
Mobilne chipy zobaczą największe ulepszenia
Zmniejszenie liczby węzłów to jednak nie tylko kwestia wydajności; ma również ogromne konsekwencje dla chipów mobilnych i laptopów o małej mocy. Przy 7 nm (w porównaniu do 14 nm) można uzyskać o 25% większą wydajność przy tej samej mocy lub taką samą wydajność za połowę mocy. Oznacza to dłuższą żywotność baterii przy tej samej wydajności i znacznie mocniejsze chipy dla mniejszych urządzeń, ponieważ można efektywnie dopasować dwukrotnie większą wydajność do celu o ograniczonej mocy. Już widzieliśmy, jak chip A12X firmy Apple miażdży niektóre starsze chipy Intela w testach porównawczych, mimo że jest tylko pasywnie chłodzony i pakowany w smartfonie, a to tylko pierwszy układ 7nm, który trafił na rynek.
Zmniejszenie liczby węzłów to zawsze dobra wiadomość, ponieważ szybsze i bardziej energooszczędne chipy mają wpływ na prawie każdy aspekt świata technologii. Rok 2019 będzie ekscytującym czasem dla technologii z najnowszymi węzłami i dobrze jest widzieć, że prawo Moore’a jeszcze nie umarło.
newsblog.pl
Maciej – redaktor, pasjonat technologii i samozwańczy pogromca błędów w systemie Windows. Zna Linuxa lepiej niż własną lodówkę, a kawa to jego główne źródło zasilania. Pisze, testuje, naprawia – i czasem nawet wyłącza i włącza ponownie. W wolnych chwilach udaje, że odpoczywa, ale i tak kończy z laptopem na kolanach.