• Anthony Heddings

  @anthonyheddings

• 2019. január 22., 6:40am EDT

A CPU-k több milliárd apró tranzisztor, elektromos kapu segítségével készülnek, amelyek a számítások elvégzéséhez be- és kikapcsolnak. Ehhez energiára van szükségük, és minél kisebb a tranzisztor, annál kevesebb energiára van szükség. A “7 nm” és a “10 nm” az ilyen tranzisztorok méretének mérése – a “nm” nanométert jelent, ami egy parányi hosszúság -, és hasznos mérőszám egy adott CPU teljesítményének megítéléséhez.

Hivatkozásképpen: a “10 nm” az Intel új gyártási eljárása, amely 2019 negyedik negyedévében debütál, a “7 nm” pedig általában a TSMC eljárására utal, amelyen az AMD új CPU-i és az Apple A12X chipje alapul.

Miért olyan fontosak ezek az új eljárások?

Moore törvénye, az a régi megfigyelés, hogy a tranzisztorok száma egy chipen évente megduplázódik, miközben a költségek megfeleződnek, sokáig tartott, de az utóbbi időben lelassult. A 90-es évek végén és a 2000-es évek elején a tranzisztorok mérete kétévente felére zsugorodott, ami rendszeres időközönként hatalmas fejlesztéseket eredményezett. A további zsugorodás azonban egyre bonyolultabbá vált, és 2014 óta nem láttunk tranzisztorzsugorítást az Inteltől. Ezek az új eljárások hosszú idő óta az első nagyobb zsugorítások, különösen az Intel részéről, és a Moore-törvény rövid újraélesztését jelentik.

Az Intel lemaradása miatt még a mobileszközöknek is volt esélyük felzárkózni: az Apple A12X chipje a TSMC 7 nm-es eljárásán készül, a Samsung pedig saját 10 nm-es eljárással rendelkezik. És mivel az AMD következő CPU-jai a TSMC 7 nm-es eljárásán készülnek, ez esélyt jelent számukra, hogy teljesítményben megelőzzék az Intelt, és egészséges versenyt teremtsenek az Intel piaci monopóliumával szemben – legalábbis addig, amíg az Intel 10 nm-es “Sunny Cove” chipjei el nem kezdenek a boltok polcaira kerülni.

Mit jelent valójában az “nm”

A CPU-k fotolitográfiával készülnek, amelynek során a CPU képét egy szilíciumdarabra marják. Azt a pontos módszert, ahogyan ez történik, általában folyamatcsomópontnak nevezik, és azon mérik, hogy a gyártó milyen kicsire tudja készíteni a tranzisztorokat.

Mivel a kisebb tranzisztorok energiatakarékosabbak, több számítást tudnak elvégezni anélkül, hogy túl melegednének, ami általában a CPU teljesítményének korlátozó tényezője. Ez kisebb lapkaméreteket is lehetővé tesz, ami csökkenti a költségeket és növelheti a sűrűséget azonos méretek mellett, ez pedig több magot jelent lapkánként. A 7 nm gyakorlatilag kétszer olyan sűrű, mint a korábbi 14 nm-es csomópont, ami lehetővé teszi az olyan cégek számára, mint az AMD, hogy 64 magos szerverchipeket adjanak ki, ami hatalmas előrelépés a korábbi 32 magos (és az Intel 28 magos) chipekhez képest.

Fontos azonban megjegyezni, hogy bár az Intel még mindig 14 nm-es csomóponton van, az AMD pedig hamarosan piacra dobja a 7 nm-es processzorait, ez nem jelenti azt, hogy az AMD-é kétszer olyan gyors lesz. A teljesítmény nem skálázódik pontosan a tranzisztorok méretével, és ilyen kis méretarányoknál ezek a számok már nem olyan pontosak. Az egyes félvezető-öntödék mérési módjai eltérhetnek egymástól, így a legjobb, ha inkább a termékek szegmentálására használt marketingfogalmaknak tekintjük őket, mintsem a teljesítmény vagy a méret pontos mérésének. Például az Intel közelgő 10 nm-es node-ja várhatóan a TSMC 7 nm-es node-jával fog versenyezni, annak ellenére, hogy a számok nem egyeznek.

A mobilchipek fogják látni a legnagyobb javulást

A node-zsugorodás azonban nem csak a teljesítményről szól, hanem hatalmas hatással van az alacsony fogyasztású mobil és laptop chipekre is. A 7 nm-es (a 14 nm-hez képest) 25%-kal nagyobb teljesítményt érhetünk el ugyanolyan teljesítmény mellett, vagy ugyanazt a teljesítményt kaphatjuk feleakkora teljesítmény mellett. Ez hosszabb akkumulátor-üzemidőt jelent ugyanolyan teljesítmény mellett, és sokkal nagyobb teljesítményű chipeket kisebb eszközökhöz, mivel a korlátozott teljesítménycélba gyakorlatilag kétszer annyi teljesítmény fér bele. Már láttuk, hogy az Apple A12X chipje a benchmarkokban lenyomott néhány régebbi Intel chipet, annak ellenére, hogy csak passzív hűtésű és egy okostelefonba csomagolták, és ez még csak az első 7 nm-es chip, amely piacra került.

A node shrink mindig jó hír, mivel a gyorsabb és energiatakarékosabb chipek a technológiai világ szinte minden területét érintik. 2019 izgalmas év lesz a technológia számára ezekkel a legújabb node-okkal, és jó látni, hogy Moore törvénye még nem halt meg teljesen.