Die Shrink Explained

Unitățile centrale de procesare (CPU) devin în mod constant mai mici și mai dense, rezultând mai multă putere și eficiență. Încă de la lansarea primului CPU Pentium de la Intel, care a fost lansat folosind un proces de fabricație de 0,8 micrometri (μm), CPU-urile au scăzut drastic în dimensiune totală. Fracțiunile de micrometru au fost dimensiunea standard a matriței timp de un deceniu. Apoi, odată cu lansarea celei de-a doua iterații a procesorului Intel Pentium III, s-a trecut la nanometri (nm), care reprezintă 1/1000 din dimensiunea unui micrometru. Procesorul însuși a ajuns să folosească un die shrink de numai 180 nm.

Termenul die shrink, numit și optic shrink sau process shrink, se referă la scalarea dispozitivelor semiconductoare, în special a tranzistoarelor. „Micșorarea unei matrițe” constă în crearea unui circuit identic folosind procese avansate de fabricare care implică, de obicei, un nod litografic avansat. De la lansarea procesorului Intel Pentium III, nanometrii continuă să fie dimensiunea actuală pentru oricare și toți tranzistorii CPU.

Dimensiunile actuale ale matrițelor

Pentru a oferi un exemplu concret, vom compara tranzistorii CPU cu un fir de păr uman folosind imaginea de mai sus. Șuvița mai groasă din imagine este o bucată de păr uman, iar cea mai mică este un filament de carbon de 6 μm. Am menționat anterior că primul procesor Pentium de la Intel a utilizat tranzistori de 0,8 μm, care este mai mic decât filamentul de carbon de 6 μm și este considerat mare în standardele actuale de microarhitectură CPU. Standardul curent principal oferit atât de Intel, cât și de AMD este de 14 nanometri (nm). Rețineți, un nanometru reprezintă 1/1000 din dimensiunea unui micrometru, ceea ce îl face substanțial mai mic decât filamentul de carbon. Microarhitectura de 14 nm a Intel se numește Kaby Lake și include procesoarele din seria 7000 „7th Gen”. Kaby Lake trebuia inițial să fie o micșorare a matriței, dar din cauza numărului tot mai mare de obstacole care apar atunci când se confruntă cu dimensiuni în continuă scădere, Kaby Lake a fost în schimb optimizat la nivelul de 14 nm.

Viitorul microarhitecturilor CPU

În ciuda luptelor cu care se confruntă Intel și AMD pentru a menține ritmul de dublare a numărului de tranzistori la fiecare doi ani, continuă să se facă progrese, deși într-un ritm ușor mai lent decât era posibil anterior. Intel a fost cunoscut pentru crearea programului de lansare „tic-tac” pentru microarhitectura CPU-urilor sale. Partea „tic-tac” a calendarului era o micșorare a matriței, iar partea „tic-tac” era un design de microarhitectură complet nou. Intel a trecut acum la modelul „process-architecture-optimization” care, în esență, introduce o a doua versiune de optimizare pentru a acorda mai mult timp pentru a micșora și mai mult matricea procesorului.

Grație îmbunătățirii tehnicilor de litografie, procesoarele de 10 nm sunt pe drum. Pentru a aprecia cu adevărat cât de mic este 10 nm, acesta este comparabil cu dimensiunea cât un singur lanț de proteine. Microarhitectura Cannonlake de 10 nm de la Intel este așteptată să fie lansată în trimestrul al patrulea al acestui an, presupunând că nu vor mai exista întârzieri neprevăzute. Potrivit Intel, Cannonlake aduce cu sine o creștere a performanței cu 15% față de microarhitectura anterioară, Kaby Lake. Încă nu au fost publicate cifrele de benchmark, dar nu există nicio îndoială că trecerea la 10 nm va fi un pas înainte atât monumental, cât și benefic pentru arhitectura CPU și pentru consumatorii care o așteaptă cu atâta răbdare.

.