CPU są wykonane przy użyciu miliardów maleńkich tranzystorów, bramek elektrycznych, które włączają się i wyłączają, aby wykonywać obliczenia. W tym celu pobierają moc, a im mniejszy tranzystor, tym mniejsza moc jest wymagana. „7nm” i „10nm” to pomiary wielkości tych tranzystorów – „nm” to nanometry, czyli długość o minimalnej długości – i są użyteczną metryką do oceny, jak potężny jest dany procesor.
Dla odniesienia, „10nm” to nowy proces produkcyjny Intela, który ma zadebiutować w IV kwartale 2019 r., a „7nm” zwykle odnosi się do procesu TSMC, na którym oparte są nowe procesory AMD i układ A12X firmy Apple.
So Why Are These New Processes So Important?
Prawo Moore’a, stara obserwacja, że liczba tranzystorów na chipie podwaja się co roku, podczas gdy koszty zmniejszają się o połowę, obowiązywało przez długi czas, ale ostatnio spowalniało. Pod koniec lat 90-tych i na początku XXI wieku tranzystory kurczyły się o połowę co dwa lata, co prowadziło do regularnego wprowadzania ogromnych ulepszeń. Jednak dalsze kurczenie się stało się bardziej skomplikowane i od 2014 roku nie widzieliśmy żadnego tranzystora zmniejszającego się od Intela. Te nowe procesy są pierwszymi poważnymi skurczami od dłuższego czasu, zwłaszcza od Intela, i reprezentują krótkie ponowne rozpalenie prawa Moore’a.
Z Intel lagging, nawet urządzenia mobilne miały szansę nadrobić zaległości, z Apple’s A12X chip jest produkowany w 7nm procesie TSMC, a Samsung ma swój własny 10nm proces. Z następnymi procesorami AMD w 7nm procesie technologicznym TSMC, oznacza to szansę dla nich, aby przeskoczyć Intela w wydajności i przynieść trochę zdrowej konkurencji dla monopolu Intela na rynku – przynajmniej do czasu, gdy 10nm chipy Intela „Sunny Cove” zaczną trafiać na półki.
What The „nm” Really Means
CPU są wykonywane przy użyciu fotolitografii, gdzie obraz procesora jest wytrawiany na kawałku krzemu. Dokładna metoda, jak to się robi, jest zwykle określana jako węzeł procesu i jest mierzona przez jak małe producent może zrobić tranzystory.
Ponieważ mniejsze tranzystory są bardziej wydajne energetycznie, mogą wykonać więcej obliczeń bez zbytniego nagrzewania się, co jest zwykle czynnikiem ograniczającym wydajność CPU. Pozwala to również na mniejsze rozmiary matryc, co zmniejsza koszty i może zwiększyć gęstość przy tych samych rozmiarach, a to oznacza więcej rdzeni na chip. 7nm jest efektywnie dwa razy gęstszy niż poprzedni węzeł 14nm, co pozwala firmom takim jak AMD na wypuszczenie 64-rdzeniowych układów serwerowych, co jest ogromnym ulepszeniem w stosunku do ich poprzednich 32 rdzeni (i 28 Intela).
Jednakże ważne jest, aby zauważyć, że podczas gdy Intel nadal pracuje na węźle 14nm, a AMD ma zamiar wkrótce wypuścić swoje 7nm procesory, nie oznacza to, że procesory AMD będą dwa razy szybsze. Wydajność nie skaluje się dokładnie z rozmiarem tranzystora, a przy tak małych skalach, liczby te nie są już tak precyzyjne. Sposób w jaki każda odlewnia półprzewodników dokonuje pomiarów może się różnić od siebie, więc najlepiej traktować je bardziej jako terminy marketingowe używane do segmentacji produktów, niż dokładne pomiary mocy lub rozmiaru. Na przykład, nadchodzący węzeł 10nm Intela ma konkurować z węzłem 7nm TSMC, mimo że liczby się nie zgadzają.
Mobile Chips Will See the Biggest Improvements
Obniżenie węzła nie dotyczy tylko wydajności, ale ma również ogromny wpływ na niską moc układów mobilnych i laptopów. W 7nm (w porównaniu do 14nm), można uzyskać 25% więcej wydajności przy tej samej mocy, lub można uzyskać tę samą wydajność przy połowie mocy. Oznacza to dłuższy czas pracy na baterii przy tej samej wydajności i znacznie bardziej wydajne chipy dla mniejszych urządzeń, ponieważ można skutecznie zmieścić dwa razy więcej wydajności w ograniczonym celu zasilania. Widzieliśmy już układ A12X od Apple miażdżący niektóre starsze układy Intela w benchmarkach, pomimo tego, że jest tylko pasywnie chłodzony i pakowany wewnątrz smartfona, a to tylko pierwszy układ 7nm, który trafił na rynek.
Skurcz węzła to zawsze dobra wiadomość, ponieważ szybsze i bardziej wydajne energetycznie chipy wpływają na niemal każdy aspekt świata technologii. 2019 będzie ekscytującym rokiem dla technologii z tymi najnowszymi węzłami i dobrze jest widzieć, że prawo Moore’a nie jest jeszcze całkiem martwe.
.