Οι CPU κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας δισεκατομμύρια μικροσκοπικά τρανζίστορ, ηλεκτρικές πύλες που ανάβουν και σβήνουν για να εκτελέσουν υπολογισμούς. Παίρνουν ισχύ για να το κάνουν αυτό, και όσο μικρότερο είναι το τρανζίστορ, τόσο λιγότερη ισχύς απαιτείται. Τα “7nm” και τα “10nm” είναι μετρήσεις του μεγέθους αυτών των τρανζίστορ – τα “nm” είναι νανόμετρα, ένα μικρό μήκος – και είναι μια χρήσιμη μέτρηση για να κρίνουμε πόσο ισχυρή είναι μια συγκεκριμένη CPU.
Για αναφορά, το “10nm” είναι η νέα διαδικασία κατασκευής της Intel, η οποία θα κάνει το ντεμπούτο του το 4ο τρίμηνο του 2019 και το “7nm” αναφέρεται συνήθως στη διαδικασία της TSMC, στην οποία βασίζονται οι νέοι CPU της AMD και το τσιπ A12X της Apple.
Πίνακας περιεχομένων
Γιατί λοιπόν αυτές οι νέες διαδικασίες είναι τόσο σημαντικές;
Ο νόμος του Moore, μια παλιά παρατήρηση ότι ο αριθμός των τρανζίστορ σε ένα τσιπ διπλασιάζεται κάθε χρόνο ενώ το κόστος μειώνεται στο μισό, διατηρείται για πολύ καιρό, αλλά έχει επιβραδυνθεί τελευταία. Πίσω στα τέλη της δεκαετίας του ’90 και στις αρχές της δεκαετίας του 2000, τα τρανζίστορ συρρικνώνονταν σε μέγεθος κατά το ήμισυ κάθε δύο χρόνια, οδηγώντας σε τεράστιες βελτιώσεις σε ένα τακτικό πρόγραμμα. Αλλά η περαιτέρω συρρίκνωση έχει γίνει πιο περίπλοκη και δεν έχουμε δει τρανζίστορ να συρρικνώνεται από την Intel από το 2014. Αυτές οι νέες διαδικασίες είναι οι πρώτες σημαντικές συρρικνώσεις εδώ και πολύ καιρό, ειδικά από την Intel, και αντιπροσωπεύουν μια σύντομη αναζωπύρωση του νόμου του Moore.
Με την Intel να καθυστερεί, ακόμη και οι κινητές συσκευές είχαν την ευκαιρία να καλύψουν τη διαφορά, με το τσιπ A12X της Apple να κατασκευάζεται με τη διαδικασία των 7nm της TSMC και τη Samsung να έχει τη δική της διαδικασία 10nm. Και με τους επόμενους επεξεργαστές της AMD στη διαδικασία 7 nm της TSMC, αυτό σηματοδοτεί την ευκαιρία για αυτούς να ξεπεράσουν την Intel σε απόδοση και να φέρουν κάποιο υγιή ανταγωνισμό στο μονοπώλιο της Intel στην αγορά — τουλάχιστον έως ότου τα τσιπ «Sunny Cove» 10 nm της Intel αρχίσουν να φτάνουν στα ράφια.
Τι σημαίνει πραγματικά το «nm».
Οι CPU κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας φωτολιθογραφία, όπου μια εικόνα της CPU είναι χαραγμένη σε ένα κομμάτι πυριτίου. Η ακριβής μέθοδος για το πώς γίνεται αυτό συνήθως αναφέρεται ως ο κόμβος διεργασίας και μετριέται από το πόσο μικρά μπορεί να κάνει ο κατασκευαστής τα τρανζίστορ.
Δεδομένου ότι τα μικρότερα τρανζίστορ είναι πιο αποδοτικά σε ενέργεια, μπορούν να κάνουν περισσότερους υπολογισμούς χωρίς να ζεσταθούν πολύ, κάτι που είναι συνήθως ο περιοριστικός παράγοντας για την απόδοση της CPU. Επιτρέπει επίσης μικρότερα μεγέθη καλουπιών, γεγονός που μειώνει το κόστος και μπορεί να αυξήσει την πυκνότητα στα ίδια μεγέθη, και αυτό σημαίνει περισσότερους πυρήνες ανά τσιπ. Το 7nm είναι ουσιαστικά δύο φορές πιο πυκνό από τον προηγούμενο κόμβο 14nm, κάτι που επιτρέπει σε εταιρείες όπως η AMD να κυκλοφορήσουν Τσιπ διακομιστή 64 πυρήνων, μια τεράστια βελτίωση σε σχέση με τους προηγούμενους 32 πυρήνες τους (και τους 28 της Intel).
Ωστόσο, είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι ενώ η Intel εξακολουθεί να βρίσκεται σε έναν κόμβο 14nm και η AMD πρόκειται να κυκλοφορήσει τους επεξεργαστές της 7nm πολύ σύντομα, αυτό δεν σημαίνει ότι οι AMD θα είναι διπλάσιοι πιο γρήγοροι. Η απόδοση δεν κλιμακώνεται ακριβώς με το μέγεθος του τρανζίστορ και σε τόσο μικρές κλίμακες, αυτοί οι αριθμοί δεν είναι πλέον τόσο ακριβείς. Ο τρόπος με τον οποίο τα μέτρα κάθε χυτηρίου ημιαγωγών μπορεί να διαφέρουν από το ένα στο άλλο, επομένως είναι καλύτερο να τα λαμβάνετε περισσότερο ως όρους μάρκετινγκ που χρησιμοποιούνται για την κατάτμηση προϊόντων παρά ως ακριβείς μετρήσεις ισχύος ή μεγέθους. Για παράδειγμα, ο επερχόμενος κόμβος 10nm της Intel αναμένεται να ανταγωνιστεί τον κόμβο 7nm της TSMC, παρά το γεγονός ότι οι αριθμοί δεν ταιριάζουν.
Τα τσιπ για κινητά θα δουν τις μεγαλύτερες βελτιώσεις
Ωστόσο, η συρρίκνωση κόμβου δεν έχει να κάνει μόνο με την απόδοση. έχει επίσης τεράστιες συνέπειες για τα τσιπ κινητών και φορητών υπολογιστών χαμηλής κατανάλωσης. Με 7 nm (σε σύγκριση με 14 nm), θα μπορούσατε να έχετε 25% περισσότερη απόδοση με την ίδια ισχύ ή θα μπορούσατε να έχετε την ίδια απόδοση για τη μισή ισχύ. Αυτό σημαίνει μεγαλύτερη διάρκεια ζωής της μπαταρίας με την ίδια απόδοση και πολύ πιο ισχυρά τσιπ για μικρότερες συσκευές, καθώς μπορείτε να προσαρμόσετε αποτελεσματικά τη διπλάσια απόδοση στον στόχο περιορισμένης ισχύος. Έχουμε ήδη δει το τσιπ A12X από την Apple να συνθλίβει ορισμένα παλαιότερα τσιπ της Intel σε σημεία αναφοράς, παρόλο που ψύχεται μόνο παθητικά και συσκευάζεται μέσα σε ένα smartphone, και αυτό είναι μόνο το πρώτο τσιπ 7 nm που κυκλοφορεί στην αγορά.
Η συρρίκνωση κόμβου είναι πάντα καλά νέα, καθώς τα πιο γρήγορα και πιο αποδοτικά τσιπ επηρεάζουν σχεδόν κάθε πτυχή του τεχνολογικού κόσμου. Το 2019 θα είναι μια συναρπαστική χρονιά για την τεχνολογία με αυτούς τους πιο πρόσφατους κόμβους, και είναι καλό να δούμε ότι ο νόμος του Μουρ δεν έχει πεθάνει ακόμα.