Tehnološki proces 28 nm. Što je tehnološki proces procesora i na što on utječe? Na što utječe tehnički proces?

Unatoč činjenici da tehnički proces ne utječe izravno na performanse procesora, ipak ćemo ga spomenuti kao karakteristiku procesora, budući da je tehnički proces taj koji utječe na povećanje performansi procesora kroz promjene dizajna. Želio bih napomenuti da je tehnički proces opći koncept i za središnje procesore i za grafičke procesore koji se koriste u video karticama.

Glavni element u procesorima su tranzistori - milijuni i milijarde tranzistora. Iz toga slijedi princip rada procesora. Tranzistor može propuštati i blokirati električnu struju, što omogućuje rad logičkih sklopova u dva stanja - uključeno i isključeno, odnosno u dobro poznatom binarnom sustavu (0 i 1).

Procesna tehnologija je u biti veličina tranzistora. A temelj performansi procesora leži upravo u tranzistorima. U skladu s tim, što su tranzistori manji, to ih se više može postaviti na procesorski čip.

Novi Intelovi procesori izrađeni su 22 nm procesnom tehnologijom. Nanometar (nm) je 10 na -9 potenciju metra, što je milijardni dio metra. Kako biste mogli bolje zamisliti koliko su ovi tranzistori minijaturni, iznijet ću vam jednu zanimljivu znanstvenu činjenicu: “Uz pomoć moderne tehnologije, na površinu presjeka ljudske vlasi može se postaviti 2000 tranzistorskih vrata!”

Ako uzmemo u obzir moderne procesore, tada je broj tranzistora tamo odavno premašio milijardu.

Dobro, tehnički proces prvih modela uopće nije započeo s nanometrima, već s većim volumetrijskim količinama, ali nećemo se vraćati u prošlost.

Primjeri tehničkih procesa grafičkih i središnjih procesorskih jedinica

Sada ćemo pogledati nekoliko najnovijih tehničkih procesa koje koriste poznati proizvođači grafičkih i središnjih procesora.

1. AMD (procesori):

Tehnološki proces 32 nm. To uključuje Trojstvo, Buldožer, Llano. Na primjer, u Bulldozer procesorima, broj tranzistora je 1,2 milijarde, s površinom kristala od 315 mm2.

Tehnološki proces 45 nm. To uključuje procesore Phenom i Athlon. Primjer bi bio Phemom, s brojem tranzistora od 904 milijuna i površinom kristala od 346 mm2.

2. Intel:

Tehnološki proces 22 nm. Ivy Bridge procesori (Intel Core ix - 3xxx) izrađeni su prema 22 nm standardima. Na primjer, Core i7 – 3770K, ima 1,4 milijarde tranzistora na ploči, s površinom kristala od 160 mm2, vidimo značajno povećanje gustoće postavljanja.

Tehnološki proces 32 nm. To uključuje procesore Intel Sandy Bridge (Intel Core ix – 2xxx). Ovdje se 1,16 milijardi nalazi na površini od 216 mm2.

Ovdje možete jasno vidjeti da je prema ovom pokazatelju Intel jasno ispred svog glavnog konkurenta.

3. AMD (ATI) (video kartice):

Tehnološki proces 28 nm. Radeon HD 7970 video kartica

4. Nvidia:

Tehnološki proces 28 nm. GeForce GTX 690

Tako smo pogledali koncept tehničkog procesa u središnjim i grafičkim procesorima. Danas programeri planiraju osvojiti 14 nm procesnu tehnologiju, a zatim 9, koristeći druge materijale i metode. A ovo je daleko od granice!

we-it.net

Što je tehnološki proces procesora i na što on utječe?

Sve moderne računalne tehnologije temelje se na poluvodičkoj elektronici. Za njegovu proizvodnju koriste se kristali silicija - jedan od najčešćih minerala na našem planetu. Od nestanka glomaznih cijevnih sustava i razvoja tehnologije tranzistora, ovaj materijal zauzima važno mjesto u proizvodnji računalne opreme.

Središnji i grafički procesori, memorijski čipovi, razni kontroleri - sve se to proizvodi na bazi silicijskih kristala. Već pola stoljeća osnovni princip se nije promijenio, samo se poboljšavaju tehnologije stvaranja čipova. Oni postaju sve tanji i minijaturniji, energetski učinkovitiji i produktivniji. Glavni parametar koji će se poboljšati je tehnički proces.

Što je tehnički proces

Gotovo svi moderni čipovi sastoje se od kristala silicija, koji se obrađuju litografijom u pojedinačne tranzistore. Tranzistor je ključni element svakog integriranog kruga. Ovisno o stanju električnog polja, može prenositi vrijednost ekvivalentnu logičkoj jedinici (propušta struju) ili nuli (djeluje kao izolator). U memorijskim čipovima podaci se zapisuju pomoću kombinacija nula i jedinica (pozicije tranzistora), a u procesorima se izračuni izvode prilikom prebacivanja.

U 14-nm tehnologiji (u usporedbi s 22-nm), broj barijera je smanjen, njihova visina je povećana, a razmak između dielektričnih rebara je smanjen

Tehnološki proces je postupak i postupak za proizvodnju bilo kojeg proizvoda. U elektroničkoj industriji, u općeprihvaćenom značenju, to je vrijednost koja označava razlučivost opreme koja se koristi u proizvodnji čipova. O tome izravno ovisi i veličina funkcionalnih elemenata dobivenih nakon obrade silicija (odnosno tranzistora). Što je osjetljivija i točnija oprema koja se koristi za obradu kristala za blankove procesora, to će tehnički proces biti finiji.

Što znači brojčana vrijednost tehničkog procesa?

U suvremenoj proizvodnji poluvodiča najčešća metoda je fotolitografija - jetkanje elemenata na čipu obloženom dielektričnim filmom pomoću svjetlosti. Upravo je razlučivost optičke opreme koja emitira svjetlost za jetkanje tehnički proces u općeprihvaćenom tumačenju te riječi. Ovaj broj označava koliko tanka značajka na čipu može biti.

Fotolitografija - jetkanje elemenata na kristalu

Na što utječe tehnički proces?

Tehnički proces izravno utječe na broj aktivnih elemenata poluvodičkog čipa. Što je tanji tehnički proces, to će više tranzistora stati na određeno područje čipa. Prije svega to znači povećanje broja proizvoda iz jednog komada. Drugo, smanjenje potrošnje energije: što je tranzistor tanji, to manje energije troši. Kao rezultat toga, s jednakim brojem i rasporedom tranzistora (a time i povećanjem performansi), procesor će trošiti manje energije.

Loša strana prelaska na fini tehnički proces je poskupljenje opreme. Nove industrijske jedinice omogućuju izradu boljih i jeftinijih procesora, ali same poskupljuju. Kao rezultat toga, samo velike korporacije mogu uložiti milijarde dolara u novu opremu. Čak ni tako poznate tvrtke kao što su AMD, Nvidia, Mediatek, Qualcomm ili Apple same ne proizvode procesore, povjeravajući taj zadatak divovima poput TSMC-a.

Što daje smanjenje tehničkog procesa?

Smanjenjem tehnološkog procesa proizvođač ima priliku povećati performanse uz zadržavanje istih dimenzija čipa. Na primjer, prijelaz s 32 nm na 22 nm omogućio je udvostručenje gustoće tranzistora. Kao rezultat toga, na istom čipu kao i prije, postalo je moguće postaviti ne 4, već već 8 procesorskih jezgri.

Za korisnike je glavna prednost smanjena potrošnja energije. Čipovi koji koriste tanju procesnu tehnologiju zahtijevaju manje energije i stvaraju manje topline. Zahvaljujući tome, možete pojednostaviti sustav napajanja, smanjiti hladnjak i posvetiti manje pažnje komponentama za puhanje.

Shematska prognoza promjena procesa u budućnosti

Procesorska tehnologija na pametnim telefonima

Pametni telefoni zahtijevaju hardverske resurse i brzo troše bateriju. Stoga, kako bi usporili potrošnju pražnjenja, programeri procesora za mobilne uređaje pokušavaju uvesti najnovije tehničke procese u proizvodnju. Na primjer, nekoć popularni dvojezgreni MediaTek MT6577 proizveden je korištenjem 40 nm procesne tehnologije, a Qualcomm Snapdragon 200 rane serije proizvedene su korištenjem 45 nm tehnologije.

U 2013.-2015., 28 nm je postao glavni tehnološki proces za čipove koji se koriste u pametnim telefonima. MediaTek (do i uključujući Helio X10), Qualcomm Snapdragon S4, serija 400, kao i modeli 600, 602, 610, 615, 616 i 617 su svi 28 nm. Korišten je i u izradi Snapdragona 650, 652, 800, 801, 805. “Vrući” Snapdragon 810, zanimljivo, rađen je tanjim 20 nm procesom, no to mu nije puno pomoglo.

Apple je također koristio 20nm tehnologiju u svom A7 (iPhone 5S). Apple A8 za šesti iPhone koristio je 20 nm, a model A9 (za 6s i SE) već koristi novu 16 nm procesnu tehnologiju. U 2013-2014, Intel je napravio svoj Atom Z3xxx koristeći 22-nanometarsku tehnologiju. Od 2015. u proizvodnju su pušteni čipovi s 14 nm.

Sljedeći korak u razvoju procesora za pametne telefone je sveopći razvoj 14 i 16 nm tehnoloških procesa, a potom možemo očekivati i 10 nm. Prve kopije na njemu bi mogle biti Qualcomm Snapdragon 825, 828 i 830.

mobcompany.info

Što je tehnički proces u procesoru: važnost veličine kristala

09.07.2017
Blog Dmitrija Vassijarova.

Dobar dan.

Podignimo zajedno veo tako složene materije kao što je proizvodnja CPU-a za računala. Konkretno, iz ovog ćete članka saznati što je tehnički proces u procesoru i zašto ga programeri svake godine pokušavaju smanjiti.

Kako se izrađuju procesori?

Prvo, trebali biste znati odgovor na ovo pitanje kako bi daljnja objašnjenja bila jasna. Svaka elektronička oprema, uključujući CPU, stvorena je na temelju jednog od najčešće korištenih minerala - kristala silicija. Štoviše, u te se svrhe koristi više od 50 godina.

Kristali se obrađuju litografijom kako bi se omogućila izrada pojedinačnih tranzistora. Potonji su temeljni elementi čipa, jer se u potpunosti sastoji od njih.

Funkcija tranzistora je blokiranje ili propuštanje struje, ovisno o trenutnom stanju električnog polja. Dakle, logički sklopovi rade u binarnom sustavu, odnosno u dva položaja - uključeno i isključeno. To znači da oni ili prenose energiju (logična jedinica) ili djeluju kao izolatori (nula). Prilikom prebacivanja tranzistora u CPU, izvode se proračuni.

Sada o glavnoj stvari

Općenito govoreći, tehnološki proces se odnosi na veličinu tranzistora.

Što to znači? Vratimo se opet na proizvodnju procesora.

Najčešće korištena metoda je fotolitografija: kristal se prekriva dielektričnim filmom, a iz njega se svjetlom izrezuju tranzistori. U tu svrhu koristi se optička oprema čije je razlučivanje, u biti, tehnički proces. Tankoća tranzistora na kristalu ovisi o njegovoj vrijednosti - o točnosti i osjetljivosti uređaja.

Što ovo daje?

Kao što razumijete, što su manji, to ih se više može staviti na čip. Ovo utječe na:

Rasipanje topline i potrošnja energije. Smanjenjem veličine elementa, potrebno je manje energije i stoga stvara manje topline. Ova prednost vam omogućuje instaliranje snažnih procesora u male mobilne uređaje. Usput, zahvaljujući niskoj potrošnji energije modernih čipova, tableti i pametni telefoni duže drže punjenje. Za osobna računala, manja disipacija topline omogućuje pojednostavljenje sustava hlađenja.
Broj praznina. S jedne strane, proizvođačima je korisno smanjiti tehnički proces, jer se iz jednog obratka dobiva veća količina proizvoda. Istina, to je samo posljedica usavršavanja tehničkog procesa, a ne potrage za prednostima, jer s druge strane, za smanjenje veličine tranzistora potrebna je skuplja oprema.

Performanse čipa. Što više elemenata ima, to će brže raditi, a fizička veličina će ostati ista.

Tehnološki proces u brojkama i primjerima

Tehnološki proces se mjeri u nanometrima (nm). To je 10 na -9 potenciju metra, to jest, jedan nanometar je milijarditi dio. U prosjeku se moderni procesori proizvode pomoću 22 nm procesne tehnologije.

Možete zamisliti koliko tranzistora stane na procesor. Da budemo jasniji, odrezana površina ljudske dlake može primiti 2000 elemenata. Iako je čip minijaturan, jasno je da je veći od dlake, pa može uključivati milijarde tranzistorskih vrata.

Želite znati preciznije? Dat ću vam nekoliko primjera:

AMD procesori, odnosno Trinity, Llano, Bulldozer, imaju 32 nm procesnu tehnologiju. Konkretno, kristalno područje potonjeg je 315 mm2, gdje se nalazi 1,2 milijarde tranzistora. Phenom i Athlon istog proizvođača izrađeni su po 45 nm procesnoj tehnologiji, odnosno imaju 904 milijuna s baznom površinom od 346 mm2.

Intel ima čipove temeljene na 22 nm standardu - to je obitelj Ivy Bridge (Intel Core ix - 3xxx). Radi jasnoće: Core i7 – 3770K ima 1,4 milijarde elemenata, unatoč činjenici da je njegova veličina matrice samo 160 mm. Isti brend ima i 32nm proizvode. Govorimo o Intel Sandy Bridge (2xxx). Na površini od 216 mm2 stane 1,16 milijardi tranzistora.

Usput, sve što ste naučili o tehničkim procesima za središnje računalne uređaje vrijedi i za grafičke uređaje. Na primjer, ova vrijednost u AMD (ATI) i Nvidia video karticama je 28 nm.

Sada znate više o tako važnoj komponenti vašeg računala kao što je procesor. Vratite se za više informacija.

Vidimo se kasnije.

Intel: Naš 10nm proces bit će najbolji u industriji

Intel je potvrdio odgodu masovne proizvodnje CPU-a koji koriste 10nm proces do druge polovice 2017. Proizvođač čipova tvrdi da će zbog poteškoća u svladavanju novih proizvodnih standarda morati produžiti životni ciklus 14nm CPU procesa za još jednu godinu. Tako će sljedeće godine Intel predstaviti Kaby Lake procesore, a Cannonlake će izaći tek 2017. godine. Uprava Intela priznala je da bi zbog sve veće složenosti proizvodnje čipova, poznati Mooreov zakon mogao doživjeti transformaciju. Međutim, za razliku od konkurenata, Intel ne planira pojednostaviti karakteristike nove proizvodne tehnologije kako bi ubrzao njezin izlazak na tržište. Korporacija je uvjerena da će njezina 10nm procesna tehnologija biti najbolja u industriji.

Cikličnost Mooreova zakona raste

Kada je Gordon Moore 1965. prvi put iznio svoje opažanje o udvostručavanju broja tranzistora u integriranim krugovima, primijetio je da se taj broj udvostručuje svakih 12 mjeseci. Godine 1975. revidirao je svoje zapažanje i predvidio da će se broj tranzistora u mikrosklopovima udvostručiti svake dvije godine. U posljednjih nekoliko godina, proizvodne tehnologije i integrirani krugovi postali su toliko složeni da su doveli do dužih ciklusa promjene procesa. Kao posljedica toga, broj tranzistora na čipovima sada se udvostručuje svake dvije i pol godine ili manje. Kao rezultat toga, Intel je zapravo prisiljen proizvoditi ne dvije, već tri obitelji mikroprocesora koristeći istu tehnologiju.

"Posljednje dvije tranzicije pokazale su da je duljina ciklusa danas oko dvije i pol godine", rekao je Brian Krzanich, izvršni direktor Intela, tijekom tromjesečnog konferencijskog poziva tvrtke s investitorima i financijskim analitičarima. “Sukladno tome, u drugoj polovici 2016. planiramo predstaviti Kaby Lake, treću generaciju naših 14nm proizvoda koji će se temeljiti na temeljima Skylake arhitekture, ali s ključnim poboljšanjima performansi. Očekujemo da će ova inovacija u našem planu uvesti nove mogućnosti i povećati brzinu računanja, a istovremeno utire put glatkom prijelazu na 10nm.”

Nisu svi procesi isti

Intel namjerava započeti proizvodnju svojih čipova kodnog naziva Cannonlake, koristeći 10nm proizvodnu tehnologiju tek u drugoj polovici 2017. godine. Sudeći prema izvješćima iz neslužbenih izvora, Samsung planira započeti masovnu proizvodnju čipova pomoću 10 nm tehnologije već 2016. godine. Time Samsung može preduhitriti Intel u razvoju naprednih tehnoloških procesa.

U teoriji, zaostatak bi mogao predstavljati problem za Intel, budući da niže stope proizvodnje znače priliku za smanjenje potrošnje energije i povećanje performansi. Iako se Intelovi procesori ne natječu izravno s Apple A i Samsung Exynos procesorima (koje Samsung proizvodi koristeći najsuvremeniju tehnologiju), uređaji temeljeni na Intelu natječu se s onima koji se temelje na tim čipovima. Kao rezultat toga, kako popularnost takvih uređaja raste, popularnost elektronike temeljene na Intelovim proizvodima će se smanjivati.

Međutim, vrijedi razumjeti da je 10 nm samo naziv tehnološkog procesa, koji ukazuje na jednu od njegovih karakteristika. Svi Intelovi proizvodni procesi općenito su bolji od onih drugih proizvođača poluvodiča. Tako se 14-nm i 16-nm FinFET tehnologije iz Samsunga, GlobalFoundriesa i TSMC-a, iako koriste manje tranzistore, temelje na interkonekcijama iz 20-nm procesne tehnologije. Dakle, veličina čipova proizvedenih korištenjem 14LPE i CLN16FF tehnologija ne razlikuje se od onih proizvedenih korištenjem manje naprednih procesa, što ne omogućuje značajno povećanje proračuna tranzistora u usporedbi s njihovim prethodnicima.

U usporedbi s tehnologijama proizvodnje čipova drugih proizvođača poluvodiča, Intelovi novi proizvodni procesi uvijek su superiorniji od svojih prethodnika u svim aspektima. Dakle, Intelova 14-nm procesna tehnologija ne samo da povećava frekvencijski potencijal i smanjuje potrošnju energije, već također povećava gustoću tranzistora, što omogućuje integraciju više funkcionalnih blokova u mikro krugove.

Intel: Ostat ćemo lideri u industriji poluvodiča!

Izvršni direktor Intela naglasio je da se tvrtka neće služiti svakakvim trikovima kako bi formalno proglasila prijelaz na 10 nm procesnu tehnologiju. Nova proizvodna tehnologija smanjit će veličinu i tranzistora i interkonekcija, čime se povećava gustoća elemenata, smanjujući trošak čipova po tranzistoru.

"Vjerujemo da će, ako pogledate skaliranje, ono biti prilično dramatično u usporedbi s onim što je tipično kada se prelazi s jednog procesa na drugi", rekao je gospodin Krzanich. “Neću vam sad iznositi točne brojke. Ali vjerujemo da ako spojimo sve [10nm tehnološke inovacije] zajedno, naša vodeća pozicija [u industriji] se neće promijeniti, čak ni uz kašnjenje [isporuka čipova].”

U Intelovom proizvodnom kompleksu

Čelnik Intela nije otkrio puno detalja o 10nm tehnološkom procesu, kao ni točne razloge odgode početka njegove uporabe. Međutim, nagovijestio je da nova proizvodna tehnologija koristi "poboljšane" tranzistore s vertikalnim vratima (FinFET) kao i imerzijsku litografiju s više uzoraka.

"Svaki [tehnički proces] ima svoj vlastiti recept za složenost i poteškoću", objasnio je gospodin Krzanich. “Problemi s prijelazom s 14 nm na 10 nm otprilike su isti kao i problemi s prijelazom s 22 nm na 14 nm. [Immersion] fotolitografija postaje sve teža za korištenje kako veličine čipova postaju sve manje. Broj prolaza pri korištenju višestrukih uzoraka se povećava.”

Intel: Izdat ćemo milijune Cannonlakea u prvoj godini

Nije tajna da je proces ulaska na tržište Broadwell čipova trajao mnogo mjeseci, a početne količine proizvodnje Core M (Broadwell) koristeći 14 nm tehnologiju bile su male. Intel obećava da će dodatna godina pomoći njegovim inženjerima da usavrše 10nm proces kako bi brzo lansirali nove Cannonlake čipove u istinski masovnu proizvodnju.

“U drugoj polovici 2017. započet ćemo proizvodnju prvih 10nm procesora kodnog imena Cannonlake,” rekao je gospodin Krzanich. "Kada govorimo o drugoj polovici 2017., govorimo o milijunima jedinica i velikim količinama."

300mm wafer s Intel čipovima

Intel: Ciklus tik-tak možda će se još vratiti

Intel kaže da, iako se vrijeme korištenja jednog tehnološkog procesa za proizvodnju mikroprocesora sada protegnulo na dvije i pol do tri godine, tvrtka će se pokušati vratiti svom "tik-tak" modelu, čiji je ciklus oko dvije godine. godine. Sasvim je moguće da će povratak "tik-tak" zahtijevati prijelaz na korištenje fotolitografije u dubokom ultraljubičastom (ekstremna ultraljubičasta litografija, EUV). Ako se 10 nm procesna tehnologija koristi tri godine, tada bi do 2020. EUV skeneri mogli postati ekonomski izvedivi za proizvodnju čipova korištenjem 7 nm procesne tehnologije.

Treba napomenuti da produljenje tehnoloških ciklusa znači i produljenje mikroarhitektonskih ciklusa: sada će se jedna temeljna mikroarhitektura koristiti za tri generacije procesora unutar tri godine. Kako Intel planira povećati performanse u svakoj generaciji i koliko će značajno biti povećanje brzine procesora svake godine, samo će vrijeme pokazati.

Ako primijetite grešku, označite je mišem i pritisnite CTRL+ENTER.

3dnews.ru

Bitka za nanometre: zašto proizvođači smanjuju tehnički proces

Od 1965. godine znamo za takozvani Mooreov zakon: “Broj tranzistora postavljenih na čip integriranog kruga udvostručuje se svaka 24 mjeseca, što dovodi do novih tehnologija, povećane produktivnosti i otkrića u elektronici.” Kada je ovaj zakon predstavljao javnosti, jedan od očeva Intela nije mogao ni zamisliti da će ga se inženjeri moći pridržavati čak pedeset godina. Nije mogao zamisliti da će 2014. godine u samom Intelu početi poteškoće s poštivanjem ovog zakona. Uostalom, da bi se povećao broj tranzistora u procesoru, potrebno je smanjiti tehnički proizvodni proces. Jednostavno rečeno, smanjite fizičku veličinu tranzistora i povećajte njihovu gustoću. U ovom trenutku, savladana veličina može se smatrati 22 nanometra, to je veličina tranzistora u Intel Haswell procesoru. Čini se da redukcija donosi samo probleme: stroži standardi čistoće prostorija, teža izrada predloška za litografiju, počinju utjecati kvantni efekti i teža kontrola kvalitete. Ali niti jedan uspješan proizvođač neće prolaziti kroz takve poteškoće ako se ne radi o smanjenju troškova proizvodnje i konkurenciji. Sukladno tome, može se identificirati nekoliko razloga za prijelaz na suptilnije tehničke procese.

Prvo: učinci povezani s valnom duljinom svjetlosti i frekvencijom signala. Sva elektronika (i ne samo ona) izgrađena je na apstrakcijama i pojednostavljenjima. Kako bi se elementi mogli sigurno kombinirati bez potrebe za ponovnom provedbom kompletne analize, elementi moraju slijediti načelo superpozicije. Da bi princip superpozicije bio istinit, skala signala mora biti znatno veća od kašnjenja širenja signala u krugu. To jest, na frekvenciji od 3 GHz, znajući brzinu svjetlosti, nalazimo da bi veličina kruga trebala biti znatno manja od 10 cm, što je značajno - to znači 3-4 puta.

Drugo: potrošnja energije i rasipanje topline. Što je element manji, manje energije troši i stvara toplinu. To omogućuje korištenje snažnih procesora u ultrakompaktnim uređajima. Istina, kako se veličina tranzistora smanjuje, poteškoće s uklanjanjem topline se povećavaju, tako da su, očito, prednosti i mane kompenzirane.

Treće: tranzistori, koji čine više od svih modernih procesora, nisu samo sklopka kontrolirana naponom. Zbog svoje strukture, to je također mali kondenzator, čiji se kapacitet izračunava u femto-faradima, ali još uvijek nije nula. Svaki kondenzator unosi malo kašnjenje u širenje digitalnog signala, koje se zbraja kako se povećava broj povezanih komponenti. Kao rezultat toga, na izlazu, umjesto pravokutnog impulsa, dobivamo nešto ovako:

Četvrto: smanjenje troškova proizvodnje. Ovo je, po mom mišljenju, važan razlog. Svaki pojedini procesor se uzgaja na waferu, gdje ih ima puno. Što je manja površina pojedinačnog čipa (procesora), to se više njih može staviti na jednu pločicu i veća je zarada. Ali to je samo posljedica redukcije tehničkog procesa, pa bi bilo pogrešno reći da proizvođači nastoje staviti više procesora na jednu silikonsku podlogu.

Čini mi se da bi se proizvođači brzo složili da je Mooreov zakon besmislica i prestali sve reducirati. Uostalom, smanjenje tehničkog procesa dovodi do velikog broja odbijenih procesora. Teško je vjerovati da samo male fluktuacije u zemljinoj kori, neprimjetne za ljude, mogu dovesti broj neupotrebljivih procesora do 80%! Tu dolazi do izražaja razumijevanje ovako prilično visoke cijene procesora. Složeni materijali, najsuvremenija oprema, ogromno osoblje znanstvenika i druge poteškoće ne zaustavljaju proizvođače u njihovoj želji da smanje tehnički proces. Zašto ne? Uostalom, to je svakako isplativo. Intel već dugo obećava da će izgraditi elektranu na Mjesecu, jer tamo je slaba gravitacija, nema potresa i možete svesti tehnološki proces na atom!

Kako vratiti podatke s tvrdog diska nakon formatiranja

U 14-nm tehnologiji (u usporedbi s 22-nm), broj barijera je smanjen, njihova visina je povećana, a razmak između dielektričnih rebara je smanjen

Što znači brojčana vrijednost tehničkog procesa?

Na što utječe tehnički proces?

Što daje smanjenje tehničkog procesa?

Procesorska tehnologija na pametnim telefonima

Također će vam se svidjeti:

Kako snimiti screenshot na iPhone 7
Koje vrste senzora postoje u pametnim telefonima?

U očekivanju izlaska novih generacija procesa i video kartica iz AMD-a i NVIDIA-e, vrijedi ispitati tako važnu karakteristiku čipa kao tehnološki proces njegove proizvodnje. Od 2015. godine Intel zakuje procesore na 14 nm procesnoj tehnologiji, dok AMD i NVIDA koriste već zastarjeli 28 nm proces. Iz našeg članka naučit ćete o kakav je proces proizvodnje čipova? i njega utjecaj na glavne karakteristike CPU/GPU, a saznajte i odgovor na pitanje: “Što je bolje: kupiti sada ili čekati novu generaciju?”

Uvod

AMD je odabrao 14 nm od GlobalFoundriesa i Samsunga za svoj Polaris GPU i Zen CPU, koji je manji od NVIDIA-inih 16 nm od TSMC-a. A o tehnologijama ovih tvrtki možete pročitati na odgovarajućim poveznicama: , .

Treba unaprijed napomenuti da se ovdje neće dotaknuti sve suptilnosti proizvodnje tranzistora, ovdje ćete jednostavno naučiti o značaju suptilnijeg tehničkog procesa.

Što je tehnički proces?

Općenito, tehnički proces proizvodnje poluvodičkih sklopova uključuje niz različitih tehnoloških i upravljačkih operacija. Ali zašto je onda u stupcu tehničkog procesa broj napisan u nanometrima? Samo što fotolitografska oprema koja se koristi za proizvodnju tranzistora ima rezoluciju. Kako biste ovo bolje razumjeli, savjetujemo vam da pogledate ovaj video:

Tijekom vremena dolazi do evolucijskog poboljšanja u ovom procesu, što nam omogućuje da i dalje poštujemo Mooreov zakon.

Zanimljivost: Intel Pentium je imao proizvodni proces od 800 nm, što se za moderne standarde čini suludo velikom brojkom! I samo 3,1 milijun tranzistora. (Intel Core i7-5960X ima 14 nm i 2,6 milijardi tranzistora)

Na što utječe tehnički proces?

Nisu uzalud proizvođači ponosni na novu dostignutu razinu ovog tehnološkog procesa. Uostalom, pruža opipljive prednosti:

smanjenje samih tranzistora dovodi do povećanja njihovog broja po jedinici površine, a to povećanje omogućuje ili postavljanje većeg broja tranzistora na podlogu, što povećava performanse proširenjem broja računalnih jedinica, ili smanjenje površine samu podlogu uz zadržavanje istog broja tranzistora.
Manja veličina tranzistora omogućuje smanjenje njihove proizvodnje topline i potrošnje energije. To vam omogućuje ili povećanje učestalosti i broja računalnih jezgri bez ugrožavanja rasipanja topline ili jednostavno smanjenje potrošnje energije, što je posebno zgodno za prijenosna računala.
FinFET tranzistori često se koriste u kombinaciji s 14 nm procesnom tehnologijom. To su tranzistori koji imaju trodimenzionalna vrata u obliku peraje, što omogućuje da tranzistor bude manji i smanjuje gubitak struje i kašnjenje. Ima ih nekoliko vrsta, ali o njima ovdje neće biti riječi, pa ako vas zanima, idite ovdje.
prelazak na novi tehnološki proces zahtijeva novu opremu, što je skup zahvat. To prvenstveno utječe na cijenu procesora.
Prijelaz u novu fazu ne događa se odmah. Tehnologiju je potrebno testirati, pa se prvi čipovi po novom tehnološkom postupku možda neće proizvesti iz prve (utječe na cijenu). Ova složenost posebno raste s povećanjem površine čipa, što ne dopušta da se odmah nakon predstavljanja novog tehnološkog procesa "izvajaju" brzi višejezgreni čipovi s velikom površinom čipa. To se u većoj mjeri odnosi na vrhunske video čipove, gdje se može koristiti do 12 milijardi tranzistora!

Dakle, što biste trebali očekivati?

Ako bolje razmislite, ispada da ove ili sljedeće godine treba očekivati značajan skok u energetskoj učinkovitosti, što će vam omogućiti povećanje učestalosti vrhunskih čipova i smanjenje zahtjeva za hlađenjem jeftinih.

Po video karticama

Po procesoru

Što se tiče procesora, AMD nam obećava 40% povećanje performansi po taktu, što obećava zdravu konkurenciju s Intelom, koji je u zadnje vrijeme lijen, njihov 5% porast u Skylakeu uznemirio je mnoge fanove. Također, s takvim skokom u procesnoj tehnologiji, Zen konačno može dati Intelu pravi poticaj u energetskoj učinkovitosti. Stari 28 nm nije mogao konkurirati u ovom parametru.

Također je trenutno poznato da Zen procesori neće zamijeniti FX i Opteron; ti se čipovi neće proizvoditi nakon 2016. godine.

U Zen mikroarhitekturu polažu se velike nade jer je Jim Keller sudjelovao u njenom razvoju. Poznat je kao programer koji je stvorio DEC Alpha 64-bitni RISC, što je kasnije rezultiralo AMD K7. Kreirao je arhitekturu AMD K8, nakon čega je 1999. napustio AMD. Sada, nakon povratka 2012., ponovno napušta Redse.

Oprostite nam na tako kratkom izletu u povijest, možda će nekoga ova tema zainteresirati.

zaključke

Proces proizvodnje čipa ima vrlo veliki utjecaj na parametre kao što su potrošnja energije, broj tranzistora, a neizravno utječe i na performanse.

Osim nadogradnje tehnološkog procesa, AMD i NVIDIA demonstriraju i nove arhitekture koje će zajedno omogućiti skok u energetskoj učinkovitosti i performansama.

Dakle, ako vas muči pitanje trebate li pričekati do izlaska novih video kartica i procesora ili kupiti ovdje i sada, skloni smo drugoj opciji. Izuzetak će vjerojatno biti slučaj s najjačim grafičkim karticama, budući da zbog velike površine čipa njihovo izdavanje može biti odgođeno.

Ovaj tjedan održan je sastanak predstavnika tvrtki koje koriste Synopsys dizajn pakete za dizajn. Izvještaji su bili posvećeni problemima buduće sudbine industrije poluvodiča. Točnije, razmatrana su pitanja vezana uz daljnje smanjenje tehnoloških standarda. Već smo čuli da proizvođači kao što je TSMC planiraju ove godine započeti izgradnju tvornice za proizvodnju 3nm čipova, kao što je izvješteno da razvijaju prototipove 2nm tranzistora. Problem je što ekonomski i drugi učinci snižavanja tehnoloških standarda nestaju brže nego što se smanjuje veličina elementa na čipu. A sve dobre stvari mogu prestati već u fazi izdavanja 5nm čipova, a da ne spominjemo izdavanje rješenja s nižim standardima.

oglašavanje

Tako je predstavnik Qualcomma rekao da se pri prelasku s 10-nm proizvodnje na 7-nm, povećanje brzine prebacivanja tranzistora može smanjiti s prethodnog povećanja od 16% na minimalnu razinu. Ušteda potrošnje od povećanja od 30% smanjit će se na 10-25%, a smanjenje površine čipa smanjit će se sa 37% na 20-30%. Kada prijeđete na 5n, područje će se nastaviti smanjivati uz dobru razinu skaliranja, ali u pogledu performansi i prednosti potrošnje, to nije sigurno. Osim toga, struktura u obliku FinFET tranzistora potpuno će prestati raditi nakon tehnoloških standarda od 3,5 nm. Stoga se Samsung posebno sprema koristiti vrata u obliku horizontalnih potpuno okruženih nanovodiča (pljosnatih ili okruglih) u okviru 4nm procesa u roku od dvije godine.

Govorimo o jednoj od glavnih karakteristika mobilnih čipseta.

Procesor modernog pametnog telefona složen je mehanizam koji uključuje tisuće komponenti. Pokazatelji kao što su frekvencija i broj jezgri postupno gube svoje značenje, a zamjenjuju ih koncept tehničkog procesa koji karakterizira performanse i energetsku učinkovitost procesora.

Što je tehnički proces?

Procesor uključuje tisuće tranzistora koji dopuštaju ili blokiraju električnu struju, omogućujući logičkim sklopovima rad u binarnom sustavu. Smanjivanjem veličine tranzistora i udaljenosti između njih, proizvođači postižu veću produktivnost od čipseta.

Manji tranzistori troše manje energije bez žrtvovanja performansi. Unatoč činjenici da veličina tranzistora ne utječe izravno na snagu, ovaj parametar treba smatrati jednom od karakteristika koje utječu na brzinu izvršavanja zadatka zbog promjena dizajna u radu uređaja. Veličina tranzistora bitno karakterizira tehnički proces procesora.

Smanjenjem udaljenosti između komponenti procesora smanjuje se i količina energije potrebna za njihovu interakciju. Zahvaljujući tome, čipovi s nižim tehnološkim procesom pokazuju veću autonomiju u odnosu na čipove s višim tehnološkim procesom. Za razliku od većine parametara pametnog telefona, što je manji broj koji karakterizira tehnički proces, to bolje. U našem slučaju to su nanometri (nm).

Razvoj tehnološkog procesa u pametnim telefonima

U prvom Android pametnom telefonu, HTC Dream (2008), procesor je radio na 65 nm čipsetu. U današnjim modelima srednjeg proračuna ovaj parametar varira između 28-14 nm. Vodeći i gaming pametni telefoni često su opremljeni 14, pa čak i 10 nm procesorima, pa su snažni, energetski učinkoviti i manje skloni zagrijavanju. S obzirom da je razvoj tehnologije usmjeren na strojno učenje i umjetnu inteligenciju, za postizanje novih visina u performansama, tehnički proces će se najvjerojatnije smanjiti na 5, a zatim na 1 nm.

Prilikom odabira pametnog telefona važno je uzeti u obzir ne samo broj jezgri i brzinu takta, već i obratiti pozornost na tehnički proces. Upravo će ovaj parametar neizravno ukazivati na relevantnost čipseta, performanse, sklonost pregrijavanju i autonomiju. Danas su uređaji srednjeg cjenovnog segmenta već opremljeni 14 nm procesorima, što se u ovom trenutku može nazvati relevantnim i uravnoteženim rješenjem za bilo koji moderni pametni telefon.