A CPU-k apró tranzisztorok milliárdjaiból készülnek, elektromos kapuk, amelyek be- és kikapcsolnak a számítások elvégzéséhez. Ehhez áramot vesznek fel, és minél kisebb a tranzisztor, annál kevesebb teljesítményre van szükség. A „7 nm” és a „10 nm” ezeknek a tranzisztoroknak a méretét jelzi – az „nm” nanométer, vagyis egy kicsi hosszúság –, és hasznos mérőszám egy adott CPU teljesítményének megítéléséhez.
Referenciaként a „10 nm” az Intel új gyártási folyamata, amely 2019 negyedik negyedévében debütál, a „7 nm” pedig általában a TSMC folyamatára utal, amelyre az AMD új CPU-i és az Apple A12X chipje is épül.
Tartalomjegyzék
Miért olyan fontosak ezek az új folyamatok?
Moore törvénye, egy régi megfigyelés, amely szerint a tranzisztorok száma egy chipen évente megduplázódik, miközben a költségek felére csökkennek, sokáig megtartották, de az utóbbi időben lelassul. A 90-es évek végén és a 2000-es évek elején a tranzisztorok mérete kétévente felére csökkent, ami a rendszeres ütemterv szerinti hatalmas fejlesztésekhez vezetett. De a további zsugorodás bonyolultabbá vált, és 2014 óta nem láttunk tranzisztort az Inteltől. Ezek az új folyamatok hosszú idő óta az első jelentősebb zsugorítások, különösen az Intel részéről, és a Moore-törvény rövid újraélesztését jelentik.
Az Intel lemaradása miatt még a mobileszközöknek is volt esélyük a felzárkózásra: az Apple A12X chipje a TSMC 7 nm-es eljárásával készült, a Samsung pedig saját 10 nm-es eljárással. Az AMD következő CPU-ival pedig a TSMC 7 nm-es folyamatán ez esélyt jelent arra, hogy teljesítményben túlszárnyalják az Intelt, és egészséges versenyt hozzanak az Intel monopóliumába a piacon – legalábbis addig, amíg az Intel 10 nm-es „Sunny Cove” chipjei a polcokra nem kerülnek.
Mit jelent az „nm” valójában?
A CPU-k felhasználásával készülnek fotolitográfia, ahol a CPU képe egy szilíciumdarabra van rávésve. Ennek pontos módszerét általában folyamatcsomópontnak nevezik, és azon mérik, hogy a gyártó milyen kicsire tudja elkészíteni a tranzisztorokat.
Mivel a kisebb tranzisztorok energiahatékonyabbak, több számítást tudnak végezni anélkül, hogy túlmelegednének, ami általában a CPU teljesítményének korlátozó tényezője. Kisebb szerszámméreteket is lehetővé tesz, ami csökkenti a költségeket és növelheti a sűrűséget azonos méreteknél, ami több magot jelent chipenként. A 7 nm gyakorlatilag kétszer olyan sűrű, mint az előző 14 nm-es csomópont, ami lehetővé teszi az olyan vállalatok számára, mint az AMD 64 magos szerver chipek, hatalmas előrelépést jelent a korábbi 32 maghoz (és az Intel 28 magjához) képest.
Fontos azonban megjegyezni, hogy bár az Intel még mindig 14 nm-es csomóponton dolgozik, és az AMD hamarosan piacra dobja 7 nm-es processzorait, ez nem jelenti azt, hogy az AMD-k kétszer olyan gyorsak lesznek. A teljesítmény nem skálázódik pontosan a tranzisztor méretével, és ilyen kis léptékeknél ezek a számok már nem olyan pontosak. Az egyes félvezetőöntödék mérési módjai eltérőek lehetnek, ezért a legjobb, ha inkább marketing kifejezéseknek tekintjük a termékek szegmentálására, nem pedig a teljesítmény vagy a méret pontos mérésére. Például az Intel közelgő 10 nm-es csomópontja várhatóan versenyezni fog a TSMC 7 nm-es csomópontjával, annak ellenére, hogy a számok nem egyeznek.
A mobil chipek a legnagyobb fejlesztéseket fogják látni
A csomópont-zsugorodás azonban nem csak a teljesítményről szól; ennek óriási hatásai vannak az alacsony fogyasztású mobil- és laptopchipekre is. 7 nm-rel (a 14 nm-hez képest) 25%-kal nagyobb teljesítményt érhet el ugyanazon teljesítmény mellett, vagy ugyanazt a teljesítményt feleannyiért. Ez hosszabb akkumulátor-élettartamot jelent azonos teljesítmény mellett és sokkal erősebb chipeket a kisebb eszközök számára, mivel gyakorlatilag kétszer akkora teljesítmény fér bele a korlátozott teljesítménycélba. Láthattuk már, hogy az Apple A12X chipje összetör néhány régebbi Intel chipet a benchmarkokban, annak ellenére, hogy csak passzívan hűtötték és egy okostelefonba csomagolták, és ez még csak az első 7 nm-es chip, amely piacra került.
A csomópont-zsugorodás mindig jó hír, mivel a gyorsabb és energiahatékonyabb chipek a technológiai világ szinte minden területére hatással vannak. 2019 izgalmas év lesz a technológia számára ezekkel a legújabb csomópontokkal, és jó látni, hogy Moore törvénye még nem halt meg.