• Anthony Heddings

  @anthonyheddings

• 22. ledna 2019, 6:40:00 EDT

CPU jsou vyrobeny pomocí miliard malých tranzistorů, elektrických hradel, které se zapínají a vypínají při provádění výpočtů. K tomu potřebují energii, a čím menší je tranzistor, tím méně energie je potřeba. „7nm“ a „10nm“ jsou míry velikosti těchto tranzistorů – „nm“ znamená nanometr, tedy miniaturní délku – a jsou užitečnou metrikou pro posouzení, jak výkonný je konkrétní procesor.

Pro informaci, „10nm“ je nový výrobní proces společnosti Intel, který má mít premiéru ve 4. čtvrtletí 2019, a „7nm“ se obvykle vztahuje k procesu TSMC, na němž jsou založeny nové procesory AMD a čip A12X společnosti Apple.

Tak proč jsou tyto nové procesy tak důležité?“

Mooreův zákon, staré pozorování, že počet tranzistorů na čipu se každý rok zdvojnásobuje, zatímco náklady klesají na polovinu, platil dlouho, ale v poslední době se zpomaluje. Ještě na přelomu 90. let a 2000 se velikost tranzistorů zmenšovala každé dva roky o polovinu, což vedlo k pravidelnému masivnímu zlepšování. Další zmenšování se však zkomplikovalo a od roku 2014 jsme se od společnosti Intel nedočkali žádného zmenšení tranzistoru. Tyto nové procesy jsou po dlouhé době prvním větším zmenšováním, zejména od Intelu, a představují krátké oživení Moorova zákona.

Se zpožděním Intelu měla šanci dohnat i mobilní zařízení, kde se čip Apple A12X vyrábí na 7nm procesu TSMC a Samsung má vlastní 10nm proces. A vzhledem k tomu, že příští procesory AMD jsou vyráběny na 7nm procesu TSMC, znamená to pro ně šanci přeskočit Intel ve výkonu a přinést monopolnímu postavení Intelu na trhu zdravou konkurenci – alespoň do doby, než se na pultech začnou objevovat 10nm čipy Intel „Sunny Cove“.

Co skutečně znamená „nm“

Procesory se vyrábějí pomocí fotolitografie, kdy se na kus křemíku vyleptá obraz procesoru. Přesná metoda, jak se to provádí, se obvykle označuje jako procesní uzel a měří se podle toho, jak malé tranzistory dokáže výrobce vyrobit.

Protože jsou menší tranzistory energeticky účinnější, mohou provádět více výpočtů, aniž by se příliš zahřívaly, což je obvykle limitující faktor výkonu CPU. Umožňuje to také menší velikost matrice, což snižuje náklady a může zvýšit hustotu při stejných rozměrech, a to znamená více jader na čip. 7nm je efektivně dvakrát hustší než předchozí 14nm uzel, což umožňuje společnostem, jako je AMD, vydat 64jádrové serverové čipy, což je obrovské zlepšení oproti jejich předchozím 32 jádrům (a 28 jádrům Intelu).

Je však důležité poznamenat, že ačkoli je Intel stále na 14nm uzlu a AMD má velmi brzy uvést své 7nm procesory, neznamená to, že ty od AMD budou dvakrát rychlejší. Výkon neškáluje přesně s velikostí tranzistorů a při tak malých měřítkách už tato čísla nejsou tak přesná. Způsob měření jednotlivých sléváren polovodičů se může lišit, takže je lepší je brát spíše jako marketingové termíny používané k segmentaci produktů než jako přesné měření výkonu nebo velikosti. Očekává se například, že chystaný 10nm uzel společnosti Intel bude konkurovat 7nm uzlu společnosti TSMC, přestože se čísla neshodují.

Největšího zlepšení se dočkají mobilní čipy

Zmenšení uzlu se však netýká jen výkonu; má také obrovské důsledky pro mobilní a notebookové čipy s nízkou spotřebou. Se 7nm (ve srovnání se 14nm) můžete získat o 25 % vyšší výkon při stejné spotřebě, nebo můžete získat stejný výkon při poloviční spotřebě. To znamená delší výdrž baterie při stejném výkonu a mnohem výkonnější čipy pro menší zařízení, protože do omezeného cílového výkonu lze efektivně vměstnat dvakrát více výkonu. Už jsme viděli, jak čip A12X od Applu drtí v benchmarcích některé starší čipy Intel, přestože je pouze pasivně chlazený a zabalený v chytrém telefonu, a to je teprve první 7nm čip, který se dostal na trh.

Zmenšení uzlu je vždy dobrá zpráva, protože rychlejší a úspornější čipy ovlivňují téměř všechny aspekty světa technologií. Rok 2019 bude díky těmto nejnovějším uzlům pro techniku vzrušující a je dobré vidět, že Moorův zákon ještě není zcela mrtvý.