فرآیند فناوری 28 نانومتر. فرآیند فناوری پردازنده چیست و چه تاثیری دارد؟ فرآیند فنی چه تاثیری دارد؟

علیرغم اینکه فرآیند فنی مستقیماً بر عملکرد پردازنده تأثیر نمی گذارد، ما همچنان از آن به عنوان ویژگی پردازنده یاد می کنیم، زیرا این فرآیند فنی است که از طریق تغییرات طراحی بر افزایش عملکرد پردازنده تأثیر می گذارد. من می خواهم توجه داشته باشم که فرآیند فنی یک مفهوم کلی برای پردازنده های مرکزی و پردازنده های گرافیکی است که در کارت های ویدئویی استفاده می شود.

عنصر اصلی در پردازنده ها ترانزیستورها هستند - میلیون ها و میلیاردها ترانزیستور. اصل عملکرد پردازنده از این نتیجه می گیرد. یک ترانزیستور می تواند جریان الکتریکی را هم عبور دهد و هم آن را مسدود کند، که به مدارهای منطقی اجازه می دهد در دو حالت - روشن و خاموش، یعنی در سیستم دودویی معروف (0 و 1) کار کنند.

فناوری فرآیند اساساً به اندازه ترانزیستورها است. و اساس عملکرد پردازنده دقیقاً در ترانزیستورها نهفته است. بر این اساس، هرچه ترانزیستورها کوچکتر باشند، تعداد بیشتری از آنها را می توان روی تراشه پردازنده قرار داد.

پردازنده های جدید اینتل با استفاده از فناوری پردازش 22 نانومتری ساخته شده اند. یک نانومتر (nm) 10 به توان 9- متر است که یک میلیاردم متر است. برای اینکه بهتر بتوانید تصور کنید این ترانزیستورها چقدر مینیاتوری هستند، یک واقعیت علمی جالب را به شما می گویم: "با کمک فناوری مدرن، 2000 گیت ترانزیستور را می توان روی سطح مقطع موی انسان قرار داد!"

اگر پردازنده های مدرن را در نظر بگیریم، تعداد ترانزیستورها در آنجا مدت زیادی است که از 1 میلیارد فراتر رفته است.

خب، فرآیند فنی مدل های اول اصلا با نانومتر شروع نشد، بلکه با مقادیر حجمی بیشتر شروع شد، اما به گذشته برنمی گردیم.

نمونه هایی از فرآیندهای فنی پردازنده های گرافیکی و مرکزی

اکنون ما به چند مورد از آخرین فرآیندهای فنی مورد استفاده توسط سازندگان معروف گرافیک و پردازنده های مرکزی نگاه خواهیم کرد.

1. AMD (پردازنده):

فرآیند تکنولوژیکی 32 نانومتر. اینها عبارتند از ترینیتی، بولدوزر، لانو. به عنوان مثال، در پردازنده های بولدوزر، تعداد ترانزیستورها 1.2 میلیارد است که مساحت کریستالی آن 315 میلی متر مربع است.

فرآیند فناوری 45 نانومتر. از جمله آنها می توان به پردازنده های Phenom و Athlon اشاره کرد. یک مثال در اینجا می تواند Phemom با تعداد ترانزیستورهای 904 میلیونی و مساحت کریستالی 346 میلی متر مربع باشد.

2. Intel:

فرآیند فناوری 22 نانومتر. پردازنده های Ivy Bridge (Intel Core ix - 3xxx) بر اساس استانداردهای 22 نانومتری ساخته شده اند. به عنوان مثال، Core i7 – 3770K، دارای 1.4 میلیارد ترانزیستور روی برد است، با مساحت کریستالی 160 میلی‌متر مربع، شاهد افزایش قابل توجهی در تراکم قرارگیری هستیم.

فرآیند تکنولوژیکی 32 نانومتر. اینها شامل پردازنده های Sandy Bridge اینتل (Intel Core ix – 2xxx) می شود. در اینجا، 1.16 میلیارد در مساحت 216 میلی متر مربع واقع شده است.

در اینجا به وضوح می بینید که با توجه به این شاخص، اینتل به وضوح از رقیب اصلی خود جلوتر است.

3. AMD (ATI) (کارت های ویدئویی):

فرآیند فناوری 28 نانومتر. کارت گرافیک Radeon HD 7970

4. انویدیا:

فرآیند فناوری 28 نانومتر. GeForce GTX 690

بنابراین ما به مفهوم فرآیند فنی در پردازنده های مرکزی و گرافیکی نگاه کردیم. امروزه، توسعه دهندگان قصد دارند با استفاده از مواد و روش های دیگر، فناوری فرآیند 14 نانومتری و سپس 9 را فتح کنند. و این دور از حد است!

we-it.net

فرآیند فناوری پردازنده چیست و چه تاثیری دارد؟

همه فن آوری های محاسباتی مدرن بر پایه الکترونیک نیمه هادی هستند. برای تولید آن، از کریستال های سیلیکون استفاده می شود - یکی از رایج ترین مواد معدنی در سیاره ما. از زمان نابودی سیستم‌های لوله‌ای حجیم و توسعه فناوری ترانزیستور، این ماده جایگاه مهمی در تولید تجهیزات کامپیوتری به خود اختصاص داده است.

پردازنده های مرکزی و گرافیکی، تراشه های حافظه، کنترلرهای مختلف - همه اینها بر اساس کریستال های سیلیکون تولید می شوند. برای نیم قرن، اصل اساسی تغییر نکرده است، تنها فناوری های ایجاد تراشه در حال بهبود هستند. آنها نازک تر و مینیاتوری تر، کارآمدتر و مولدتر می شوند. پارامتر اصلی که بهبود خواهد یافت، فرآیند فنی است.

فرآیند فنی چیست

تقریباً تمام تراشه‌های مدرن از کریستال‌های سیلیکونی تشکیل شده‌اند که توسط لیتوگرافی پردازش می‌شوند تا ترانزیستورهای جداگانه را تشکیل دهند. ترانزیستور عنصر کلیدی هر مدار مجتمع است. بسته به وضعیت میدان الکتریکی، می تواند مقداری معادل یک منطقی (جریان عبوری) یا صفر (به عنوان یک عایق عمل می کند) را منتقل کند. در تراشه های حافظه، داده ها با استفاده از ترکیب صفر و یک (موقعیت ترانزیستور) نوشته می شوند و در پردازنده ها، محاسبات هنگام سوئیچینگ انجام می شود.

در فناوری 14 نانومتر (در مقایسه با 22 نانومتر)، تعداد موانع کاهش می یابد، ارتفاع آنها افزایش می یابد و فاصله بین پره های دی الکتریک کاهش می یابد.

یک فرآیند تکنولوژیکی یک رویه و رویه برای تولید هر محصول است. در صنعت الکترونیک، به معنای عمومی پذیرفته شده آن، این مقداری است که قدرت تفکیک تجهیزات مورد استفاده در تولید تراشه ها را نشان می دهد. اندازه عناصر عملکردی به دست آمده پس از پردازش سیلیکون (یعنی ترانزیستورها) نیز مستقیماً به آن بستگی دارد. هرچه تجهیزات مورد استفاده برای پردازش کریستال‌های پروسسور حساس‌تر و دقیق‌تر باشد، فرآیند فنی ریزتر خواهد بود.

ارزش عددی یک فرآیند فنی به چه معناست؟

در تولید نیمه هادی مدرن، رایج ترین روش فوتولیتوگرافی است - اچ کردن عناصر بر روی یک تراشه که با یک فیلم دی الکتریک با استفاده از نور پوشانده شده است. این وضوح تجهیزات نوری است که نور را برای حکاکی ساطع می کند که فرآیند فنی در تفسیر عمومی پذیرفته شده کلمه است. این عدد نشان می دهد که ویژگی روی تراشه چقدر می تواند نازک باشد.

فتولیتوگرافی - حکاکی عناصر روی یک کریستال

فرآیند فنی چه تاثیری دارد؟

فرآیند فنی به طور مستقیم بر تعداد عناصر فعال یک تراشه نیمه هادی تأثیر می گذارد. هرچه فرآیند فنی نازک تر باشد، ترانزیستورهای بیشتری در ناحیه خاصی از تراشه قرار می گیرند. اول از همه، این به معنای افزایش تعداد محصولات از یک قطعه است. دوم، کاهش مصرف انرژی: هر چه ترانزیستور نازکتر باشد، انرژی کمتری مصرف می کند. در نتیجه با تعداد و چیدمان یکسان ترانزیستور (و در نتیجه افزایش کارایی) پردازنده انرژی کمتری مصرف خواهد کرد.

نقطه ضعف تغییر به یک فرآیند فنی خوب این است که تجهیزات گران تر می شوند. واحدهای صنعتی جدید امکان بهتر و ارزان‌تر ساختن پردازنده‌ها را فراهم می‌کنند، اما خود افزایش قیمت دارند. در نتیجه، تنها شرکت های بزرگ می توانند میلیاردها دلار در تجهیزات جدید سرمایه گذاری کنند. حتی شرکت های معروفی مانند AMD، Nvidia، Mediatek، Qualcomm یا Apple خودشان پردازنده نمی سازند و این وظیفه را به غول هایی مانند TSMC می سپارند.

کاهش فرآیند فنی چه می دهد؟

با کاهش فرآیند تکنولوژیکی، سازنده این فرصت را دارد که عملکرد را با حفظ همان ابعاد تراشه افزایش دهد. به عنوان مثال، انتقال از 32 نانومتر به 22 نانومتر امکان دو برابر شدن چگالی ترانزیستور را فراهم کرد. در نتیجه، روی همان تراشه قبلی، امکان قرار دادن نه 4، بلکه 8 هسته پردازنده وجود داشت.

برای کاربران، مزیت اصلی کاهش مصرف انرژی است. تراشه هایی که از فناوری فرآیند نازک تر استفاده می کنند، به انرژی کمتری نیاز دارند و گرمای کمتری تولید می کنند. به لطف این، می توانید سیستم قدرت را ساده کنید، کولر را کاهش دهید و به اجزای دمیدن کمتر توجه کنید.

پیش بینی شماتیک تغییرات فرآیند در آینده

فناوری پردازنده در گوشی های هوشمند

تلفن های هوشمند به منابع سخت افزاری نیاز دارند و به سرعت انرژی باتری را تخلیه می کنند. بنابراین، برای کاهش سرعت مصرف تخلیه، توسعه دهندگان پردازنده های دستگاه های تلفن همراه در تلاش هستند تا آخرین فرآیندهای فنی را به تولید معرفی کنند. به عنوان مثال، مدیاتک MT6577 دو هسته ای که زمانی محبوب بود با استفاده از فناوری فرآیند 40 نانومتری تولید شد و سری اولیه کوالکام اسنپدراگون 200 با استفاده از فناوری 45 نانومتری تولید شد.

در سال‌های 2013-2015، 28 نانومتر به فرآیند اصلی فناوری برای تراشه‌های مورد استفاده در گوشی‌های هوشمند تبدیل شد. مدیاتک (تا و از جمله Helio X10)، Qualcomm Snapdragon S4، سری 400، و همچنین مدل های 600، 602، 610، 615، 616 و 617 همگی 28 نانومتر هستند. همچنین در ساخت اسنپدراگون 650، 652، 800، 801، 805 استفاده شد. جالب اینجاست که اسنپدراگون 810 داغ با استفاده از فناوری پردازش 20 نانومتری نازک‌تر ساخته شده بود، اما این کمک چندانی به آن نکرد.

اپل همچنین از فناوری 20 نانومتری در A7 (iPhone 5S) خود استفاده کرده است. اپل A8 برای ششمین آیفون از 20 نانومتر استفاده می‌کرد و مدل A9 (برای 6s و SE) از فناوری جدید پردازش 16 نانومتری استفاده می‌کرد. در سال های 2013-2014، اینتل Atom Z3xxx خود را با استفاده از فناوری 22 نانومتری ساخت. از سال 2015، تراشه هایی با 14 نانومتر وارد تولید شده اند.

گام بعدی در توسعه پردازنده‌های گوشی‌های هوشمند، توسعه گسترده فرآیندهای فناوری ۱۴ و ۱۶ نانومتری است و پس از آن می‌توان انتظار داشت ۱۰ نانومتر باشد. اولین نسخه های روی آن ممکن است Qualcomm Snapdragon 825، 828 و 830 باشد.

mobcompany.info

فرآیند فنی در یک پردازنده چیست: اهمیت اندازه کریستال

09.07.2017
وبلاگ دیمیتری واسیارف.

روز خوب.

بیایید با هم پرده از چنین موضوع پیچیده ای مانند تولید CPU برای رایانه ها را برداریم. به طور خاص، از این مقاله خواهید آموخت که فرآیند فنی در یک پردازنده چیست و چرا توسعه دهندگان هر ساله سعی در کاهش آن دارند.

پردازنده ها چگونه ساخته می شوند؟

ابتدا باید پاسخ این سوال را بدانید تا توضیحات بیشتر روشن شود. هر تجهیزات الکترونیکی، از جمله CPU، بر اساس یکی از رایج ترین مواد معدنی - کریستال های سیلیکون ایجاد می شود. علاوه بر این، بیش از 50 سال است که برای این اهداف استفاده می شود.

کریستال ها از طریق لیتوگرافی پردازش می شوند تا بتوانند ترانزیستورهای جداگانه ایجاد کنند. دومی عناصر اساسی تراشه هستند، زیرا به طور کامل از آنها تشکیل شده است.

عملکرد ترانزیستورها بسته به وضعیت فعلی میدان الکتریکی، مسدود کردن یا عبور جریان است. بنابراین، مدارهای منطقی در یک سیستم باینری، یعنی در دو موقعیت - روشن و خاموش کار می کنند. این بدان معنی است که آنها یا انرژی را منتقل می کنند (یک منطقی) یا به عنوان عایق (صفر) عمل می کنند. هنگام تعویض ترانزیستورها در CPU، محاسبات انجام می شود.

حالا در مورد اصل مطلب

به طور کلی، فرآیند تکنولوژیکی به اندازه ترانزیستورها اشاره دارد.

چه مفهومی داره؟ بیایید دوباره به تولید پردازنده ها برگردیم.

متداول ترین روش مورد استفاده فوتولیتوگرافی است: کریستال با یک فیلم دی الکتریک پوشانده می شود و ترانزیستورها با استفاده از نور از آن حک می شوند. برای این منظور از تجهیزات نوری استفاده می شود که تفکیک آنها در اصل یک فرآیند فنی است. نازکی ترانزیستورهای روی کریستال به ارزش آن بستگی دارد - به دقت و حساسیت دستگاه.

این چه می دهد؟

همانطور که می دانید، هرچه کوچکتر باشند، تعداد بیشتری از آنها را می توان روی تراشه قرار داد. این تاثیر می گذارد:

اتلاف گرما و مصرف برق. با کاهش اندازه عنصر به انرژی کمتری نیاز دارد و در نتیجه گرمای کمتری تولید می کند. این مزیت به شما اجازه می دهد تا CPU های قدرتمندی را در دستگاه های موبایل کوچک نصب کنید. به هر حال، به لطف مصرف کم انرژی تراشه های مدرن، تبلت ها و تلفن های هوشمند شارژ خود را مدت بیشتری نگه می دارند. برای رایانه های شخصی، اتلاف گرمای کمتر باعث می شود تا سیستم خنک کننده ساده شود.
تعداد جای خالی از یک طرف، کاهش فرآیند فنی برای تولیدکنندگان مفید است، زیرا مقدار بیشتری از محصولات از یک قطعه کار به دست می آید. درست است، این تنها نتیجه اصلاح فرآیند فنی است و نه دنبال منافع، زیرا از سوی دیگر، برای کاهش اندازه ترانزیستورها، تجهیزات گران تری مورد نیاز است.

عملکرد تراشه هرچه عناصر بیشتری داشته باشد، سریعتر کار می کند، در حالی که اندازه فیزیکی آن ثابت می ماند.

فرآیند فن آوری در اعداد و نمونه ها

فرآیند فن آوری در نانومتر (nm) اندازه گیری می شود. این توان 10 به 9- یک متر است، یعنی یک نانومتر یک میلیاردم آن است. به طور متوسط، پردازنده های مدرن با استفاده از فناوری فرآیند 22 نانومتری تولید می شوند.

می توانید تصور کنید که چند ترانزیستور روی یک پردازنده قرار می گیرد. برای واضح تر، ناحیه بریده شده موی انسان می تواند 2000 عنصر را در خود جای دهد. اگرچه این تراشه مینیاتوری است، اما به وضوح از یک مو بزرگتر است، بنابراین می تواند شامل میلیاردها دروازه ترانزیستور باشد.

می خواهید دقیق تر بدانید؟ اجازه بدهید چند مثال برایتان بیاورم:

پردازنده های AMD یعنی Trinity، Llano، Bulldozer دارای فناوری پردازش 32 نانومتری هستند. به طور خاص، مساحت کریستالی دومی 315 میلی متر مربع است که 1.2 میلیارد ترانزیستور در آن قرار دارد. Phenom و Athlon از همان سازنده با استفاده از فناوری فرآیند 45 نانومتری ساخته شده اند، یعنی دارای 904 میلیون با مساحت پایه 346 میلی متر مربع هستند.

اینتل دارای تراشه هایی بر اساس استاندارد 22 نانومتری است - این خانواده Ivy Bridge (Intel Core ix - 3xxx) است. برای وضوح: Core i7 – 3770K با وجود اینکه اندازه قالب آن تنها 160 میلی متر است، 1.4 میلیارد عنصر دارد. همین برند محصولات 32 نانومتری نیز دارد. ما در مورد اینتل Sandy Bridge (2xxx) صحبت می کنیم. در مساحت 216 میلی متر مربع 1.16 میلیارد ترانزیستور قرار می گیرد.

به هر حال، هر آنچه در مورد فرآیندهای فنی برای دستگاه های رایانه مرکزی آموختید، در مورد دستگاه های گرافیکی نیز صدق می کند. به عنوان مثال، این مقدار در کارت های گرافیکی AMD (ATI) و Nvidia 28 نانومتر است.

اکنون در مورد یک جزء مهم رایانه خود مانند پردازنده اطلاعات بیشتری دارید. برای اطلاعات بیشتر برگردید

بعدا میبینمت.

اینتل: فرآیند 10 نانومتری ما بهترین در صنعت خواهد بود

اینتل تاخیر در تولید انبوه CPU با استفاده از فرآیند 10 نانومتری را تا نیمه دوم سال 2017 تایید کرده است. این سازنده تراشه ادعا می کند که به دلیل مشکلات در تسلط بر استانداردهای جدید تولید، باید چرخه عمر فرآیند CPU 14 نانومتری را یک سال دیگر افزایش دهد. بنابراین، سال آینده اینتل پردازنده های Kaby Lake را معرفی خواهد کرد و Cannonlake تنها در سال 2017 عرضه خواهد شد. مدیریت اینتل اعتراف کرد که به دلیل پیچیدگی روزافزون تولید تراشه، قانون معروف مور ممکن است دستخوش دگرگونی شود. با این حال، برخلاف رقبا، اینتل هیچ برنامه‌ای برای ساده‌سازی ویژگی‌های فناوری جدید تولید برای سرعت بخشیدن به زمان عرضه به بازار ندارد. این شرکت مطمئن است که فناوری فرآیند 10 نانومتری آن بهترین در صنعت خواهد بود.

چرخه بودن قانون مور افزایش می یابد

هنگامی که گوردون مور اولین مشاهدات خود را در مورد دو برابر شدن تعداد ترانزیستورها در مدارهای مجتمع در سال 1965 انجام داد، اشاره کرد که این تعداد هر 12 ماه دو برابر می شود. در سال 1975، او مشاهدات خود را اصلاح کرد و پیش‌بینی کرد که تعداد ترانزیستورها در ریزمدارها هر دو سال دو برابر می‌شود. در چند سال گذشته، فناوری‌های تولید و مدارهای مجتمع آنقدر پیچیده شده‌اند که منجر به چرخه‌های تغییر فرآیند طولانی‌تر شده‌اند. در نتیجه، تعداد ترانزیستورهای روی تراشه‌ها اکنون هر دو سال و نیم یا کمتر دو برابر می‌شود. در نتیجه، اینتل در واقع مجبور است نه دو، بلکه سه خانواده از ریزپردازنده‌ها را با استفاده از یک فناوری تولید کند.

برایان کرزانیچ، مدیر اجرایی اینتل، در جریان کنفرانس سه ماهه این شرکت با سرمایه گذاران و تحلیلگران مالی گفت: «دو انتقال اخیر نشان داد که طول چرخه امروز حدود دو سال و نیم است. بر این اساس، در نیمه دوم سال 2016، قصد داریم Kaby Lake را معرفی کنیم، نسل سوم محصولات 14 نانومتری خود که بر اساس معماری Skylake است، اما با بهبود عملکرد کلیدی. ما انتظار داریم که این نوآوری در نقشه راه ما قابلیت های جدیدی را معرفی کند و سرعت محاسبات را افزایش دهد و در عین حال راه را برای انتقال آرام به 10 نانومتر هموار کند.

همه فرآیندها یکسان نیستند

اینتل قصد دارد تولید تراشه های خود را با نام رمز Cannonlake با استفاده از فناوری تولید 10 نانومتری تنها در نیمه دوم سال 2017 آغاز کند. با قضاوت بر اساس گزارش های منابع غیررسمی، سامسونگ قصد دارد تولید انبوه تراشه های خود را با استفاده از فناوری 10 نانومتری از اوایل سال 2016 آغاز کند. بنابراین، سامسونگ می تواند در توسعه فرآیندهای تکنولوژیکی پیشرفته از اینتل پیشی بگیرد.

در تئوری، این تاخیر می تواند مشکلی برای اینتل ایجاد کند، زیرا نرخ تولید نازکتر به معنای فرصتی برای کاهش مصرف انرژی و افزایش عملکرد است. در حالی که پردازنده‌های اینتل مستقیماً با پردازنده‌های Apple A و Samsung Exynos (که سامسونگ با استفاده از فناوری‌های پیشرفته تولید می‌کند) رقابت نمی‌کنند، دستگاه‌های مبتنی بر اینتل با پردازنده‌های مبتنی بر این تراشه‌ها رقابت می‌کنند. در نتیجه با افزایش محبوبیت این گونه دستگاه ها، محبوبیت وسایل الکترونیکی مبتنی بر محصولات اینتل کاهش می یابد.

با این حال، شایان ذکر است که 10 نانومتر تنها نام فرآیند تکنولوژیکی است که یکی از ویژگی های آن را نشان می دهد. تمامی فرآیندهای تولید اینتل به طور کلی نسبت به سایر تولیدکنندگان نیمه هادی برتری دارند. بنابراین، فناوری‌های 14 نانومتری و 16 نانومتری FinFET سامسونگ، GlobalFoundries و TSMC، اگرچه از ترانزیستورهای کوچک‌تری استفاده می‌کنند، اما مبتنی بر اتصالات فناوری فرآیند 20 نانومتری هستند. بنابراین، اندازه تراشه‌هایی که با استفاده از فناوری‌های 14LPE و CLN16FF تولید می‌شوند، با تراشه‌هایی که با فرآیندهای کمتر پیشرفته‌تر تولید می‌شوند، تفاوتی ندارد، که امکان افزایش قابل‌توجه بودجه ترانزیستور آن‌ها را در مقایسه با نسل‌های قبلی‌شان ممکن نمی‌سازد.

در مقایسه با فناوری‌های تولید تراشه از سایر تولیدکنندگان نیمه‌رسانا، فرآیندهای جدید تولید اینتل همیشه از همه جهات برتر از پیشینیان خود هستند. بنابراین، فناوری فرآیند 14 نانومتری اینتل نه تنها پتانسیل فرکانس را افزایش می‌دهد و مصرف انرژی را کاهش می‌دهد، بلکه چگالی ترانزیستورها را نیز افزایش می‌دهد که امکان ادغام بلوک‌های کاربردی بیشتری را در ریزمدارها فراهم می‌کند.

اینتل: ما در صنعت نیمه هادی ها پیشتاز خواهیم ماند!

مدیر اجرایی اینتل تاکید کرد که این شرکت از انواع ترفندها برای اعلام رسمی انتقال به فناوری فرآیند 10 نانومتری استفاده نخواهد کرد. فناوری ساخت جدید اندازه ترانزیستورها و اتصالات داخلی را کاهش می دهد که تراکم عنصر را به حداکثر می رساند و هزینه تراشه ها را برای هر ترانزیستور کاهش می دهد.

آقای کرزانیچ گفت: "ما معتقدیم که اگر به مقیاس بندی نگاه کنید، در مقایسه با آنچه که در هنگام انتقال از یک فرآیند به فرآیند دیگر معمول است، بسیار چشمگیر خواهد بود." من در حال حاضر به شما اعداد دقیق نمی دهم. اما ما معتقدیم که اگر همه [نوآوری‌های فناوری 10 نانومتری] را کنار هم بگذاریم، موقعیت رهبری ما [در صنعت] حتی با تأخیر [در ارسال تراشه] تغییر نخواهد کرد.»

در مجتمع تولیدی اینتل

رئیس اینتل جزئیات زیادی در مورد فرآیند فناوری 10 نانومتری و همچنین دلایل دقیق تاخیر در شروع استفاده از آن را فاش نکرد. با این حال، او اشاره کرد که فناوری ساخت جدید از ترانزیستورهای دروازه عمودی "بهبود" (FinFETs) و همچنین لیتوگرافی غوطه وری چند الگو استفاده می کند.

آقای کرزانیچ توضیح داد: «هر [فرآیند فنی] دستور پیچیدگی و دشواری خاص خود را دارد. مشکلات انتقال از 14 نانومتر به 10 نانومتر تقریباً مشابه مشکلات انتقال از 22 نانومتر به 14 نانومتر است. با کوچکتر شدن اندازه ویژگی های تراشه، استفاده از فتولیتوگرافی [غوطه وری] به طور فزاینده ای دشوار می شود. تعداد پاس‌ها هنگام استفاده از الگوهای چندگانه افزایش می‌یابد."

اینتل: ما میلیون ها Cannonlake را در سال اول منتشر خواهیم کرد

بر کسی پوشیده نیست که فرآیند ورود به بازار تراشه های برادول ماه ها به طول انجامید و حجم اولیه تولید Core M (Broadwell) با استفاده از فناوری 14 نانومتر ناچیز بود. اینتل قول می‌دهد که سال اضافی به مهندسانش کمک می‌کند تا فرآیند 10 نانومتری را برای راه‌اندازی سریع تراشه‌های Cannonlake جدید به تولید انبوه، اصلاح کنند.

آقای کرزانیچ گفت: "در نیمه دوم سال 2017، ما تولید اولین پردازنده های 10 نانومتری را با نام رمز Cannonlake آغاز خواهیم کرد." زمانی که در مورد نیمه دوم سال 2017 صحبت می کنیم، در مورد میلیون ها واحد و حجم بزرگ صحبت می کنیم.

ویفر 300 میلی متری با تراشه های اینتل

اینتل: چرخه تیک تاک ممکن است هنوز بازگردد

اینتل می‌گوید که اگرچه زمان استفاده از یک فرآیند فناوری برای ساخت ریزپردازنده‌ها اکنون به دو سال و نیم تا سه سال رسیده است، اما این شرکت تلاش خواهد کرد به مدل «تیک تاک» خود بازگردد که چرخه آن حدود دو سال است. سال ها. کاملاً ممکن است که بازگشت "تیک تاک" مستلزم انتقال به استفاده از فوتولیتوگرافی در اشعه ماوراء بنفش عمیق باشد (لیتوگرافی فرابنفش شدید، EUV). اگر فناوری فرآیند 10 نانومتری به مدت سه سال استفاده شود، تا سال 2020 اسکنرهای EUV ممکن است از نظر اقتصادی برای تولید تراشه هایی با استفاده از فناوری فرآیند 7 نانومتری امکان پذیر شوند.

لازم به ذکر است که افزایش چرخه های فناوری به معنای طولانی شدن چرخه های ریزمعماری نیز می باشد: اکنون یک ریزمعماری اساسی برای سه نسل از پردازنده ها طی سه سال استفاده خواهد شد. اینکه چگونه اینتل قصد دارد عملکرد را در هر نسل افزایش دهد و افزایش سرعت پردازنده در هر سال چقدر قابل توجه خواهد بود، تنها زمان مشخص خواهد کرد.

اگر متوجه خطایی شدید، آن را با ماوس هایلایت کرده و CTRL+ENTER را فشار دهید.

3dnews.ru

نبرد برای نانومتر: چرا تولیدکنندگان فرآیند فنی را کاهش می دهند

از سال 1965، ما در مورد به اصطلاح قانون مور می دانیم: "تعداد ترانزیستورهایی که بر روی یک تراشه مدار مجتمع قرار می گیرند هر 24 ماه دو برابر می شود که منجر به فناوری های جدید، افزایش بهره وری و پیشرفت هایی در الکترونیک می شود." هنگام ارائه این قانون به مردم، یکی از پدران اینتل نمی توانست تصور کند که مهندسان می توانند تا پنجاه سال به آن پایبند باشند. او نمی توانست تصور کند که در سال 2014، مشکلات مربوط به رعایت این قانون در خود اینتل آغاز شود. از این گذشته، برای افزایش تعداد ترانزیستورها در یک پردازنده، لازم است فرآیند تولید فنی کاهش یابد. به عبارت ساده، اندازه فیزیکی ترانزیستورها را کاهش دهید و چگالی آنها را افزایش دهید. در حال حاضر، اندازه تسلط یافته را می توان 22 نانومتر در نظر گرفت، این اندازه ترانزیستورهای پردازنده اینتل Haswell است. به نظر می‌رسد که کاهش تنها مشکلاتی را به همراه دارد: استانداردهای تمیزتر اتاق، سخت‌تر ساختن یک الگو برای لیتوگرافی، تأثیرگذاری اثرات کوانتومی، و کنترل کیفیت دشوارتر. اما حتی یک تولید کننده موفق اگر در مورد کاهش هزینه های تولید و رقابت نباشد، چنین مشکلاتی را پشت سر نمی گذارد. بر این اساس، دلایل متعددی برای گذار به فرآیندهای فنی ظریف تر را می توان شناسایی کرد.

اول: اثرات مرتبط با طول موج نور و فرکانس سیگنال ها. تمام الکترونیک (و نه تنها آن) بر اساس انتزاعات و ساده سازی ها ساخته شده اند. برای اینکه بتوان به طور ایمن عناصر را بدون نیاز به انجام مجدد تجزیه و تحلیل کامل ترکیب کرد، عناصر باید از اصل برهم نهی پیروی کنند. برای اینکه اصل برهم نهی درست باشد، مقیاس سیگنال باید به طور قابل توجهی بزرگتر از تأخیر انتشار سیگنال در مدار باشد. یعنی در فرکانس 3 گیگاهرتز، با دانستن سرعت نور، متوجه می شویم که اندازه مدار باید به طور قابل توجهی کمتر از 10 سانتی متر باشد.

دوم: مصرف انرژی و اتلاف گرما. هرچه عنصر کوچکتر باشد، انرژی کمتری مصرف می کند و گرما تولید می کند. این امکان استفاده از پردازنده های قدرتمند را در دستگاه های فوق فشرده فراهم می کند. درست است، با کاهش اندازه ترانزیستورها، مشکلات حذف گرما افزایش می یابد، بنابراین، ظاهرا، جوانب مثبت و منفی جبران می شود.

سوم: ترانزیستورها که بیشتر از همه پردازنده های مدرن را تشکیل می دهند، فقط یک کلید کنترل شده با ولتاژ نیستند. به دلیل ساختارش یک خازن کوچک نیز هست که ظرفیت آن بر حسب فمتو فاراد محاسبه می شود اما باز هم صفر نیست. هر خازن تاخیر کوچکی در انتشار سیگنال دیجیتال ایجاد می کند که با افزایش تعداد اجزای متصل به آن اضافه می شود. در نتیجه، در خروجی، به جای یک پالس مستطیلی، چیزی شبیه به زیر دریافت می کنیم:

چهارم: کاهش هزینه های تولید. این به نظر من دلیل مهمی است. هر پردازنده جداگانه روی یک ویفر رشد می کند، جایی که تعداد زیادی از آنها وجود دارد. هر چه مساحت یک تراشه (پردازنده) منفرد کمتر باشد، تعداد بیشتری از آنها را می توان روی یک ویفر قرار داد و سود بیشتری خواهد داشت. اما این تنها نتیجه کاهش فرآیند فنی است، بنابراین اشتباه است که بگوییم تولیدکنندگان به طور خاص سعی می کنند پردازنده های بیشتری را روی یک بستر سیلیکونی قرار دهند.

به نظر من تولیدکنندگان به سرعت موافقت خواهند کرد که قانون مور مزخرف است و همه چیز را کاهش نمی دهند. پس از همه، کاهش در روند فنی منجر به تعداد زیادی از پردازنده های رد می شود. باورش سخت است که فقط نوسانات کوچک در پوسته زمین که برای انسان غیرقابل محسوس است، می تواند تعداد پردازنده های غیرقابل استفاده را به 80٪ برساند! در اینجاست که درک چنین قیمت نسبتاً بالایی برای پردازنده ها مطرح می شود. مواد پیچیده، تجهیزات پیشرفته، تعداد زیادی از دانشمندان و سایر مشکلات مانع از تمایل تولیدکنندگان به کاهش فرآیند فنی نمی شود. چرا که نه؟ پس از همه، قطعا مقرون به صرفه است. اینتل مدت‌هاست که قول می‌دهد روی ماه کارخانه بسازد، زیرا جاذبه ضعیفی وجود دارد، هیچ زلزله‌ای وجود ندارد و می‌توانید فرآیند فناوری را به اتم کاهش دهید!

نحوه بازیابی اطلاعات از هارد دیسک پس از فرمت

ارزش عددی یک فرآیند فنی به چه معناست؟

فرآیند فنی چه تاثیری دارد؟

کاهش فرآیند فنی چه می دهد؟

فناوری پردازنده در گوشی های هوشمند

شما همچنین دوست خواهید داشت:

نحوه گرفتن اسکرین شات در آیفون 7
چه نوع سنسورهایی در گوشی های هوشمند وجود دارد؟

با پیش بینی انتشار نسل های جدید فرآیندها و کارت های ویدئویی از AMD و NVIDIA، ارزش بررسی ویژگی مهم تراشه مانند فرآیند تکنولوژیکی تولید آن را دارد. از سال 2015، اینتل پردازنده‌های خود را بر روی فناوری فرآیند 14 نانومتری قرار داده است، در حالی که AMD و NVIDA از فناوری پردازش 28 نانومتری قدیمی استفاده می‌کنند. از مقاله ما در مورد آن یاد خواهید گرفت فرآیند تولید تراشه چیست؟و او تاثیر بر ویژگی های اصلی CPU/GPUو همچنین پاسخ سوال را پیدا کنید: "کدام بهتر است: اکنون بخرید یا منتظر نسل جدید باشید؟"

معرفی

AMD 14 نانومتر از GlobalFoundries و سامسونگ را برای پردازنده گرافیکی Polaris و Zen خود انتخاب کرد که از 16 نانومتر NVIDIA از TSMC کوچکتر است. و در لینک های مربوطه می توانید در مورد فناوری های این شرکت ها مطالعه کنید: , .

لازم به ذکر است که در اینجا به تمام ظرافت های تولید ترانزیستور پرداخته نمی شود؛ در اینجا شما به سادگی با اهمیت یک فرآیند فنی ظریف تر آشنا خواهید شد.

فرآیند فنی چیست؟

به طور کلی، فرآیند فنی تولید مدارهای نیمه هادی شامل دنباله ای از عملیات های مختلف تکنولوژیکی و کنترلی است. اما چرا در ستون فرآیند فنی یک عدد به نانومتر نوشته می شود؟ فقط تجهیزات فوتولیتوگرافی که برای تولید ترانزیستور استفاده می شود دارای وضوح است. برای درک بهتر این موضوع، توصیه می کنیم این ویدیو را تماشا کنید:

با گذشت زمان، یک پیشرفت تکاملی در این فرآیند وجود دارد که به ما اجازه می‌دهد همچنان از قانون مور پیروی کنیم.

واقعیت جالب: اینتل پنتیوم فرآیند تولید 800 نانومتر داشت که با استانداردهای مدرن به نظر می رسد تعداد بسیار بزرگی باشد! و فقط 3.1 میلیون ترانزیستور. (اینتل Core i7-5960X دارای 14 نانومتر و 2.6 میلیارد ترانزیستور است)

فرآیند فنی چه تاثیری دارد؟

بیهوده نیست که تولید کنندگان به سطح جدید به دست آمده از این فرآیند فناوری افتخار می کنند. از این گذشته ، مزایای ملموسی را ارائه می دهد:

کاهش ترانزیستورها منجر به افزایش تعداد آنها در واحد سطح می شود و این افزایش باعث می شود تعداد بیشتری از ترانزیستورها بر روی بستر قرار گیرند که با افزایش تعداد واحدهای محاسباتی عملکرد را افزایش می دهد یا مساحت را کاهش می دهد. خود بستر در حالی که همان تعداد ترانزیستور را حفظ می کند.
اندازه کوچکتر ترانزیستورها باعث کاهش تولید گرما و مصرف برق آنها می شود. این به شما امکان می دهد فرکانس و تعداد هسته های محاسباتی را بدون به خطر انداختن اتلاف گرما افزایش دهید یا صرفاً مصرف برق را کاهش دهید که مخصوصاً برای لپ تاپ ها راحت است.
ترانزیستورهای FinFET اغلب در ارتباط با فناوری فرآیند 14 نانومتری استفاده می شوند. اینها ترانزیستورهایی هستند که دارای یک گیت باله ای شکل سه بعدی هستند که به ترانزیستور اجازه کوچکتر شدن و کاهش تلفات و تاخیر جریان را می دهد. انواع مختلفی از آنها وجود دارد، اما در اینجا مورد بحث قرار نمی گیرند، بنابراین اگر علاقه مند هستید، به اینجا بروید.
جابجایی به یک فرآیند فناوری جدید نیاز به تجهیزات جدید دارد که عملیات گران قیمتی است. این در درجه اول بر قیمت پردازنده ها تأثیر می گذارد.
انتقال به مرحله جدید بلافاصله رخ نمی دهد. این فناوری نیاز به آزمایش دارد، بنابراین اولین تراشه هایی که از یک فرآیند فناوری جدید استفاده می کنند ممکن است بار اول تولید نشوند (روی قیمت تأثیر می گذارد). این پیچیدگی به ویژه با افزایش سطح تراشه افزایش می‌یابد، که بلافاصله پس از ارائه یک فرآیند فن‌آوری جدید اجازه نمی‌دهد تا تراشه‌های چند هسته‌ای سریع را با یک منطقه تراشه بزرگ "ترکیب" کنند. این به میزان بیشتری در مورد تراشه‌های ویدئویی پیشرفته، که در آن‌ها تا 12 میلیارد ترانزیستور قابل استفاده است، صدق می‌کند!

پس چه انتظاری باید داشت؟

اگر در مورد آن فکر کنید، معلوم می شود که امسال یا سال آینده باید منتظر یک جهش قابل توجه در بهره وری انرژی باشید که به شما امکان می دهد فرکانس تراشه های سطح بالا را افزایش دهید و نیازهای خنک کننده تراشه های ارزان را کاهش دهید.

توسط کارت های ویدئویی

توسط پردازنده

در مورد پردازنده‌ها، AMD به ما وعده افزایش 40 درصدی عملکرد در هر ساعت را می‌دهد که نوید رقابت سالم با اینتل را می‌دهد که اخیراً تنبل بوده‌اند؛ افزایش 5 درصدی آنها در Skylake بسیاری از طرفداران را ناراحت کرده است. همچنین، با چنین جهشی در فناوری فرآیند، Zen در نهایت می‌تواند به اینتل افزایشی واقعی در بهره‌وری انرژی بدهد. 28 نانومتر قدیمی نمی تواند در این پارامتر رقابت کند.

همچنین در حال حاضر مشخص است که پردازنده‌های Zen جایگزین FX و Opteron نخواهند شد؛ این تراشه‌ها پس از سال 2016 تولید نخواهند شد.

امیدهای زیادی به ریزمعماری ذن وجود دارد، زیرا جیم کلر در توسعه آن نقش داشته است. او به عنوان توسعه دهنده ای شناخته می شود که DEC Alpha 64-bit RISC را ایجاد کرد که بعداً منجر به AMD K7 شد. او معماری AMD K8 را ایجاد کرد و پس از آن در سال 1999 AMD را ترک کرد. حالا پس از بازگشت در سال 2012، او دوباره از جمع قرمزها جدا می شود.

لطفا ما را به خاطر این گشت و گذار کوتاه در تاریخ ببخشید، شاید کسی به این موضوع علاقه مند شود.

نتیجه گیری

فرآیند ساخت تراشه تأثیر بسیار زیادی بر پارامترهایی مانند مصرف برق، تعداد ترانزیستورها دارد و به طور غیرمستقیم بر عملکرد تأثیر می گذارد.

علاوه بر ارتقای فرآیند فناوری، AMD و NVIDIA نیز معماری‌های جدیدی را به نمایش می‌گذارند که در کنار هم جهشی در بهره‌وری انرژی و عملکرد را ممکن می‌سازد.

بنابراین اگر از این سوال رنج می‌برید که آیا باید منتظر بمانید تا کارت‌های ویدئویی و پردازنده‌های جدید عرضه شوند یا از اینجا و اکنون خرید کنید، ما به گزینه دوم تمایل داریم. یک استثنا احتمالاً در مورد قوی ترین کارت های ویدیویی خواهد بود، زیرا به دلیل فضای بزرگ تراشه ممکن است انتشار آنها به تعویق بیفتد.

این هفته جلسه ای با حضور نمایندگان شرکت هایی برگزار شد که از پکیج های طراحی سینوپسیس برای طراحی استفاده می کنند. گزارش ها به مشکلات سرنوشت آینده صنعت نیمه هادی اختصاص داشت. به طور دقیق تر، مسائل مربوط به کاهش بیشتر استانداردهای تکنولوژیکی در نظر گرفته شد. قبلاً شنیده‌ایم که سازندگانی مانند TSMC قصد دارند امسال کارخانه‌ای را برای تولید تراشه‌های 3 نانومتری آغاز کنند، همانطور که گزارش شده است که در حال توسعه نمونه‌های اولیه ترانزیستورهای 2 نانومتری هستند. مشکل این است که اثرات اقتصادی و سایر اثرات کاهش استانداردهای فناوری سریعتر از کاهش اندازه عنصر روی تراشه ناپدید می شود. و همه چیزهای خوب می توانند از قبل در مرحله انتشار تراشه های 5 نانومتری متوقف شوند، بدون اینکه به انتشار راه حل هایی با استانداردهای پایین تر اشاره کنیم.

تبلیغات

بنابراین، یکی از نمایندگان کوالکام گفت که هنگام انتقال از تولید 10 نانومتری به 7 نانومتر، افزایش سرعت سوئیچینگ ترانزیستور ممکن است از افزایش 16 درصدی قبلی به حداقل سطح کاهش یابد. صرفه جویی در مصرف از افزایش 30٪ به 10-25٪ کاهش می یابد و کاهش سطح تراشه از 37٪ به 20-30٪ کاهش می یابد. هنگام انتقال به 5 نانومتر، با سطح مناسبی از مقیاس پذیری، مساحت همچنان کاهش می یابد، اما از نظر عملکرد و مزایای مصرف، این امر قطعی نیست. علاوه بر این، ساختار در قالب ترانزیستورهای FinFET پس از استانداردهای تکنولوژیکی 3.5 نانومتر به طور کامل از کار می افتد. بنابراین، به طور خاص، سامسونگ در حال آماده‌سازی برای استفاده از گیت‌هایی به شکل نانو رساناهای کاملاً افقی (مسطح یا گرد) در چارچوب فرآیند 4 نانومتری ظرف دو سال است.

ما در مورد یکی از ویژگی های اصلی چیپست های موبایل صحبت می کنیم.

پردازنده یک گوشی هوشمند مدرن مکانیزم پیچیده ای است که شامل هزاران جزء است. شاخص هایی مانند فرکانس و تعداد هسته ها به تدریج معنی خود را از دست می دهند و با مفهوم فرآیند فنی جایگزین می شوند که مشخصه عملکرد و کارایی انرژی پردازنده است.

فرآیند فنی چیست؟

این پردازنده شامل هزاران ترانزیستور است که جریان الکتریکی را مجاز یا مسدود می کند و به مدارهای منطقی اجازه می دهد در یک سیستم باینری کار کنند. با کاهش اندازه ترانزیستورها و فاصله بین آنها، سازندگان به بهره وری بیشتری از چیپست دست می یابند.

ترانزیستورهای کوچکتر بدون کاهش عملکرد، انرژی کمتری مصرف می کنند. علیرغم اینکه اندازه ترانزیستورها مستقیماً بر توان تأثیر نمی گذارد، این پارامتر را باید به عنوان یکی از ویژگی هایی در نظر گرفت که با توجه به تغییرات طراحی در عملکرد دستگاه بر سرعت انجام کار تأثیر می گذارد. اندازه ترانزیستور اساساً فرآیند فنی پردازنده ها را مشخص می کند.

با کاهش فاصله بین اجزای پردازنده، میزان انرژی مورد نیاز برای تعامل آنها نیز کاهش می یابد. به همین دلیل، تراشه‌های با فرآیند تکنولوژیکی پایین‌تر در مقایسه با تراشه‌های با فرآیند تکنولوژیکی بالاتر، استقلال بیشتری از خود نشان می‌دهند. برخلاف اکثر پارامترهای گوشی هوشمند، هرچه تعداد مشخص کننده فرآیند فنی کمتر باشد، بهتر است. در مورد ما، اینها نانومتر (nm) هستند.

توسعه فرآیند فناوری در گوشی های هوشمند

در اولین گوشی هوشمند اندرویدی، HTC Dream (2008)، این پردازنده بر روی یک چیپست 65 نانومتری کار می کرد. در مدل های با بودجه متوسط امروزی، این پارامتر بین 28-14 نانومتر متغیر است. اسمارت‌فون‌های پرچم‌دار و گیمینگ اغلب به پردازنده‌های 14 و حتی 10 نانومتری مجهز هستند، بنابراین قدرتمند، مصرف انرژی و کمتر مستعد گرما هستند. با توجه به اینکه هدف توسعه فناوری یادگیری ماشین و هوش مصنوعی است، برای دستیابی به ارتفاعات جدید در عملکرد، فرآیند فنی به احتمال زیاد به 5 و سپس به 1 نانومتر کاهش می یابد.

هنگام انتخاب یک تلفن هوشمند، مهم است که نه تنها تعداد هسته ها و سرعت ساعت را در نظر بگیرید، بلکه به فرآیند فنی نیز توجه کنید. این پارامتر است که به طور غیرمستقیم ارتباط چیپست، عملکرد، تمایل به گرم شدن بیش از حد و استقلال را نشان می دهد. امروزه دستگاه‌های با قیمت متوسط به پردازنده‌های 14 نانومتری مجهز شده‌اند که در حال حاضر می‌توان آن را یک راه‌حل مرتبط و متعادل برای هر گوشی هوشمند مدرن نامید.