Procesory są zbudowane z miliardów maleńkich tranzystorów, bramek elektrycznych, które włączają się i wyłączają w celu wykonywania obliczeń. 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, mała 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., A „7 nm” zwykle odnosi się do procesu TSMC, na którym bazują nowe procesory AMD i układ Apple A12X.
Spis treści:
Dlaczego więc te nowe procesy są tak ważne?
Prawo Moore’a, stara obserwacja, że liczba tranzystorów w chipie podwaja się każdego roku, podczas gdy koszty spadają o połowę, utrzymywana jest przez długi czas, ale ostatnio spada. Pod koniec lat 90. i na początku 2000 r. Tranzystory co dwa lata kurczyły się o połowę, co prowadziło do ogromnych ulepszeń w regularnych odstępach czasu. Ale dalsze zmniejszanie się stało się bardziej skomplikowane i 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, a Samsung ma własny proces 10 nm. A 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 fotolitografia, 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 również na mniejsze rozmiary matryc, co zmniejsza koszty i może zwiększyć gęstość przy tych samych rozmiarach, a to oznacza więcej rdzeni na chip. 7 nm jest efektywnie dwukrotnie gęstsze niż poprzedni węzeł 14 nm, co pozwala firmom takim jak AMD na wypuszczenie 64-rdzeniowe chipy serwerowe, ogromna poprawa w stosunku do poprzednich 32 rdzeni (i 28 Intela).
Należy jednak zauważyć, że chociaż Intel nadal działa w węźle 14 nm, a AMD ma zamiar 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 liczby te 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 dokładne pomiary mocy lub rozmiaru. Na przykład 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. Widzieliśmy już, 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. 2019 będzie ekscytującym rokiem dla technologii z najnowszymi węzłami i dobrze jest widzieć, że prawo Moore’a jeszcze nie umarło.