기술 프로세스 28nm. 프로세서 기술 프로세스는 무엇이며 어떤 영향을 미치나요? 기술 프로세스는 어떤 영향을 미치나요?

기술적 프로세스가 프로세서의 성능에 직접적인 영향을 미치지 않는다는 사실에도 불구하고 이를 프로세서의 특성으로 언급하겠습니다. 이는 설계 변경을 통해 프로세서 성능 향상에 영향을 미치는 기술적 프로세스이기 때문입니다. 기술적 프로세스는 비디오 카드에 사용되는 중앙 프로세서와 그래픽 프로세서 모두에 대한 일반적인 개념이라는 점에 주목하고 싶습니다.

프로세서의 주요 요소는 수백만, 수십억 개의 트랜지스터인 트랜지스터입니다. 프로세서의 작동 원리는 다음과 같습니다. 트랜지스터는 전류를 통과시키고 차단할 수 있으므로 논리 회로가 켜짐과 꺼짐, 즉 잘 알려진 이진 시스템(0과 1)의 두 가지 상태로 작동할 수 있습니다.

공정 기술은 본질적으로 트랜지스터의 크기입니다. 그리고 프로세서 성능의 기초는 바로 트랜지스터에 있습니다. 따라서 트랜지스터가 작을수록 프로세서 칩에 더 많은 트랜지스터를 배치할 수 있습니다.

새로운 Intel 프로세서는 22nm 공정 기술을 사용하여 만들어졌습니다. 1나노미터(nm)는 10의 -9제곱으로 10억분의 1미터에 해당합니다. 이 트랜지스터가 얼마나 작은지 더 잘 상상할 수 있도록 흥미로운 과학적 사실 하나를 알려 드리겠습니다. "현대 기술의 도움으로 2000개의 트랜지스터 게이트를 사람 머리카락의 단면적에 배치할 수 있습니다!"

최신 프로세서를 고려하면 트랜지스터 수는 오랫동안 10억 개를 초과했습니다.

글쎄, 첫 번째 모델의 기술적 프로세스는 전혀 나노미터로 시작되지 않았지만 더 큰 양으로 시작되었지만 우리는 과거로 돌아가지 않을 것입니다.

그래픽 및 중앙 처리 장치의 기술 프로세스 예

이제 우리는 유명한 그래픽 및 중앙 프로세서 제조업체가 사용하는 몇 가지 최신 기술 프로세스를 살펴보겠습니다.

1. AMD(프로세서):

기술 프로세스 32nm. 여기에는 Trinity, Bulldozer, Llano가 포함됩니다. 예를 들어, 불도저 프로세서의 경우 트랜지스터 수는 12억 개이고 결정 면적은 315mm2입니다.

기술 프로세스 45nm. 여기에는 Phenom 및 Athlon 프로세서가 포함됩니다. 여기에는 9억 4백만 개의 트랜지스터 수와 346mm2의 결정 면적을 갖춘 Phemom이 있습니다.

2.인텔:

기술 프로세스 22nm. Ivy Bridge 프로세서(Intel Core ix - 3xxx)는 22nm 표준에 따라 제작되었습니다. 예를 들어 Core i7 – 3770K에는 14억 개의 트랜지스터가 탑재되어 있고 결정 면적이 160mm2이므로 배치 밀도가 크게 증가한 것을 볼 수 있습니다.

기술 프로세스 32nm. 여기에는 Intel Sandy Bridge 프로세서(Intel Core ix – 2xxx)가 포함됩니다. 여기서는 216mm2의 면적에 11억 6천만 개가 위치하고 있습니다.

여기에서 이 지표에 따르면 Intel이 주요 경쟁사보다 확실히 앞서 있다는 것을 분명히 알 수 있습니다.

3. AMD(ATI)(비디오 카드):

기술 프로세스 28nm. 라데온 HD 7970 비디오 카드

4. 엔비디아:

기술 프로세스 28nm. 지포스 GTX 690

그래서 우리는 중앙 프로세서와 그래픽 프로세서의 기술 프로세스 개념을 살펴보았습니다. 오늘날 개발자들은 14nm 공정 기술을 정복한 다음 다른 재료와 방법을 사용하여 9nm 공정 기술을 정복할 계획입니다. 그리고 이것은 한계와는 거리가 멀습니다!

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프로세서 기술 프로세스는 무엇이며 어떤 영향을 미치나요?

현대의 모든 컴퓨팅 기술은 반도체 전자공학을 기반으로 합니다. 생산을 위해 지구상에서 가장 흔한 광물 중 하나인 실리콘 결정이 사용됩니다. 부피가 큰 튜브 시스템이 사라지고 트랜지스터 기술이 발전한 이후로 이 소재는 컴퓨터 장비 생산에서 중요한 위치를 차지해 왔습니다.

중앙 및 그래픽 프로세서, 메모리 칩, 다양한 컨트롤러 - 이 모든 것은 실리콘 결정을 기반으로 생산됩니다. 반세기 동안 기본 원칙은 변하지 않았으며 칩 생성 기술만 개선되었습니다. 그들은 점점 더 얇아지고 소형화되고 있으며 에너지 효율적이고 생산적입니다. 개선될 주요 매개변수는 기술적 프로세스입니다.

기술적 프로세스란 무엇인가

거의 모든 최신 칩은 실리콘 결정으로 구성되며, 이는 리소그래피로 처리되어 개별 트랜지스터를 형성합니다. 트랜지스터는 모든 집적 회로의 핵심 요소입니다. 전기장의 상태에 따라 논리 1(전류 통과) 또는 0(절연체 역할)에 해당하는 값을 전송할 수 있습니다. 메모리 칩에서는 0과 1의 조합(트랜지스터 위치)을 사용하여 데이터가 기록되고, 프로세서에서는 전환 시 계산이 수행됩니다.

14nm 기술에서는(22nm에 비해) 장벽 수가 줄어들고 높이가 높아지며 유전체 핀 사이의 거리가 줄어듭니다.

기술 프로세스는 모든 제품을 제조하는 절차 및 절차입니다. 전자 산업에서 일반적으로 인정되는 의미에서 이는 칩 생산에 사용되는 장비의 해상도를 나타내는 값입니다. 실리콘 처리 후에 얻은 기능 요소(즉, 트랜지스터)의 크기도 이에 직접적으로 의존합니다. 프로세서 블랭크용 크리스탈 처리에 사용되는 장비가 더 민감하고 정확할수록 기술 프로세스가 더 정교해집니다.

기술 프로세스의 수치적 가치는 무엇을 의미하나요?

현대 반도체 제조에서 가장 일반적인 방법은 포토리소그래피(photolithography), 즉 빛을 이용해 유전막으로 코팅된 칩에 요소를 에칭하는 것입니다. 일반적으로 받아들여지는 단어의 해석에 있어서 기술적 과정인 식각을 위해 빛을 내는 광학장비의 해상도이다. 이 숫자는 칩의 기능이 얼마나 얇을 수 있는지를 나타냅니다.

포토리소그래피 - 크리스탈의 에칭 요소

기술 프로세스는 어떤 영향을 미치나요?

기술 프로세스는 반도체 칩의 활성 요소 수에 직접적인 영향을 미칩니다. 기술 프로세스가 얇을수록 칩의 특정 영역에 더 많은 트랜지스터가 들어갈 수 있습니다. 우선, 이는 하나의 제품에서 제품 수를 늘리는 것을 의미합니다. 둘째, 에너지 소비 감소: 트랜지스터가 얇을수록 에너지 소비가 줄어듭니다. 결과적으로 트랜지스터의 수와 배열이 같으면(따라서 성능이 향상됨) 프로세서는 더 적은 에너지를 소비합니다.

정밀한 기술 공정으로 전환하면 장비 가격이 더 비싸진다는 단점이 있습니다. 새로운 산업 장치를 사용하면 프로세서를 더 좋고 저렴하게 만들 수 있지만 가격 자체는 상승합니다. 결과적으로 대기업만이 새로운 장비에 수십억 달러를 투자할 수 있습니다. AMD, Nvidia, Mediatek, Qualcomm 또는 Apple과 같은 잘 알려진 회사조차도 프로세서를 직접 만들지 않고 이 작업을 TSMC와 같은 거대 기업에 맡깁니다.

기술 프로세스를 줄이면 무엇을 얻을 수 있나요?

기술적 프로세스를 줄임으로써 제조업체는 동일한 칩 크기를 유지하면서 성능을 높일 수 있는 기회를 갖게 됩니다. 예를 들어, 32nm에서 22nm로의 전환으로 트랜지스터 밀도를 두 배로 늘릴 수 있었습니다. 그 결과 이전과 동일한 칩에 4개가 아닌 8개의 프로세서 코어를 배치하는 것이 가능해졌습니다.

사용자의 주요 이점은 에너지 소비 감소입니다. 더 얇은 공정 기술을 사용하는 칩은 더 적은 에너지를 필요로 하고 더 적은 열을 발생시킵니다. 덕분에 전력 시스템을 단순화하고, 냉각기를 줄이고, 부품 부는 것에 덜 신경을 쓸 수 있습니다.

향후 공정 변화에 대한 개략적인 예측

스마트폰의 프로세서 기술

스마트폰은 하드웨어 리소스를 많이 요구하고 배터리 전원을 빠르게 소모합니다. 따라서 방전 소비를 늦추기 위해 모바일 장치용 프로세서 개발자는 최신 기술 프로세스를 생산에 도입하려고 노력하고 있습니다. 예를 들어 한때 인기가 있었던 듀얼 코어 MediaTek MT6577은 40nm 공정 기술을 사용하여 생산되었으며 Qualcomm Snapdragon 200 초기 시리즈는 45nm 기술을 사용하여 제조되었습니다.

2013~2015년에는 28nm가 스마트폰에 사용되는 칩의 주요 기술 공정이 되었습니다. MediaTek(Helio X10까지 포함), Qualcomm Snapdragon S4, 400 시리즈 및 모델 600, 602, 610, 615, 616 및 617은 모두 28nm입니다. Snapdragon 650, 652, 800, 801, 805의 제조에도 사용되었습니다. 흥미롭게도 "뜨거운" Snapdragon 810은 더 얇은 20nm 공정 기술을 사용하여 만들어졌지만 이는 큰 도움이 되지 않았습니다.

Apple은 A7(iPhone 5S)에도 20nm 기술을 사용했습니다. 6번째 iPhone용 Apple A8은 20nm를 사용했으며, A9 모델(6s 및 SE용)은 이미 새로운 16nm 공정 기술을 사용하고 있습니다. 2013~2014년에 Intel은 22나노미터 기술을 사용하여 Atom Z3xxx를 만들었습니다. 2015년부터 14nm 칩이 생산되기 시작했습니다.

스마트폰용 프로세서 개발의 다음 단계는 14nm 및 16nm 기술 프로세스의 광범위한 개발이며, 그 다음에는 10nm를 기대할 수 있습니다. 첫 번째 사본은 Qualcomm Snapdragon 825, 828 및 830일 수 있습니다.

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프로세서의 기술 프로세스는 무엇입니까? 결정 크기의 중요성

09.07.2017
Dmitry Vassiyarov의 블로그.

안녕하세요.

컴퓨터용 CPU 생산과 같은 복잡한 문제의 베일을 함께 벗겨봅시다. 특히, 이 기사를 통해 프로세서의 기술 프로세스가 무엇인지, 개발자들이 매년 이를 줄이려고 노력하는 이유에 대해 알아볼 수 있습니다.

프로세서는 어떻게 만들어지나요?

먼저, 추가 설명을 명확하게 하려면 이 질문에 대한 답을 알아야 합니다. CPU를 포함한 모든 전자 장비는 가장 일반적으로 사용되는 광물 중 하나인 실리콘 결정을 기반으로 만들어집니다. 더욱이, 이는 50년 이상 이러한 목적으로 사용되어 왔습니다.

결정은 리소그래피를 통해 처리되어 개별 트랜지스터를 만들 수 있습니다. 후자는 전적으로 칩으로 구성되어 있기 때문에 칩의 기본 요소입니다.

트랜지스터의 기능은 전기장의 현재 상태에 따라 전류를 차단하거나 전달하는 것입니다. 따라서 논리 회로는 이진 시스템, 즉 켜짐과 꺼짐의 두 위치에서 작동합니다. 이는 에너지를 전달하거나(논리적 1) 절연체 역할(0)을 수행함을 의미합니다. CPU에서 트랜지스터를 전환하면 계산이 수행됩니다.

이제 중요한 것은

일반적으로 기술 프로세스는 트랜지스터의 크기를 나타냅니다.

무슨 뜻이에요? 다시 프로세서 생산으로 돌아가 보겠습니다.

가장 일반적으로 사용되는 방법은 포토리소그래피입니다. 결정을 유전체 필름으로 덮고 빛을 사용하여 트랜지스터를 에칭합니다. 이를 위해 광학 장비가 사용되며 그 해상도는 본질적으로 기술적 프로세스입니다. 크리스탈의 트랜지스터 두께는 그 값, 즉 장치의 정확성과 감도에 따라 달라집니다.

이것은 무엇을 제공합니까?

아시다시피, 크기가 작을수록 칩에 더 많이 배치할 수 있습니다. 이는 다음에 영향을 미칩니다.

열 방출 및 전력 소비. 요소의 크기를 줄임으로써 에너지가 덜 필요하므로 발열도 적습니다. 이러한 장점을 통해 소형 모바일 장치에 강력한 CPU를 설치할 수 있습니다. 그건 그렇고, 최신 칩의 낮은 전력 소비 덕분에 태블릿과 스마트폰은 더 오랫동안 충전 상태를 유지합니다. PC의 경우 열 방출이 낮아 냉각 시스템을 단순화할 수 있습니다.
공백 수. 한편으로는 하나의 공작물에서 더 많은 양의 제품을 얻을 수 있기 때문에 제조업체가 기술 프로세스를 줄이는 것이 유리합니다. 사실, 이는 기술 프로세스 개선의 결과일 뿐 이익 추구가 아닙니다. 반면에 트랜지스터의 크기를 줄이려면 더 비싼 장비가 필요하기 때문입니다.

칩 성능. 요소가 많을수록 작동 속도가 빨라지지만 물리적 크기는 동일하게 유지됩니다.

숫자와 예시로 보는 기술적 과정

기술 프로세스는 나노미터(nm) 단위로 측정됩니다. 이는 1미터의 10의 -9제곱, 즉 1나노미터는 10억분의 1입니다. 평균적으로 최신 프로세서는 22nm 공정 기술을 사용하여 제조됩니다.

프로세서에 얼마나 많은 트랜지스터가 들어갈 수 있는지 상상할 수 있습니다. 좀 더 명확하게 말하면, 사람 머리카락의 잘린 부분에는 2,000개의 요소를 수용할 수 있습니다. 칩은 소형이지만 확실히 머리카락보다 크므로 수십억 개의 트랜지스터 게이트를 포함할 수 있습니다.

더 정확하게 알고 싶으십니까? 몇 가지 예를 들어보겠습니다.

AMD 프로세서, 즉 Trinity, Llano, Bulldozer에는 32nm 프로세스 기술이 있습니다. 특히 후자의 결정면적은 315㎟로 12억개의 트랜지스터가 자리잡고 있다. 동일한 제조업체의 Phenom과 Athlon은 45nm 공정 기술을 사용하여 제조됩니다. 즉, 기본 면적이 346mm2인 9억 4백만 개입니다.

Intel에는 22nm 표준 기반 칩이 있습니다. 이는 Ivy Bridge 제품군(Intel Core ix - 3xxx)입니다. 명확하게 말하면 Core i7 – 3770K는 다이 크기가 160mm에 불과함에도 불구하고 14억 개의 요소를 가지고 있습니다. 같은 브랜드에는 32nm 제품도 있습니다. Intel Sandy Bridge(2xxx)에 대해 이야기하고 있습니다. 216mm2의 면적에 11억 6천만 개의 트랜지스터가 들어갑니다.

그건 그렇고, 중앙 컴퓨터 장치의 기술 프로세스에 대해 배운 모든 내용은 그래픽 장치에도 적용됩니다. 예를 들어 AMD(ATI) 및 Nvidia 비디오 카드의 이 값은 28nm입니다.

이제 프로세서와 같은 컴퓨터의 중요한 구성 요소에 대해 더 많이 알게되었습니다. 자세한 내용을 보려면 다시 방문하세요.

나중에 봐요.

인텔: 우리의 10nm 공정은 업계 최고가 될 것입니다

인텔은 10나노 공정을 적용한 CPU 양산을 2017년 하반기로 연기한다고 밝혔다. 칩 제조업체는 새로운 생산 표준을 마스터하는 데 어려움이 있기 때문에 14nm CPU 프로세스의 수명 주기를 1년 더 연장해야 한다고 주장합니다. 따라서 내년에 Intel은 Kaby Lake 프로세서를 출시할 예정이며 Cannonlake는 2017년에만 출시될 예정입니다. 인텔 경영진은 칩 생산의 복잡성이 증가함에 따라 유명한 무어의 법칙이 변형될 수 있음을 인정했습니다. 그러나 경쟁사와 달리 인텔은 출시 기간을 단축하기 위해 새로운 제조 기술의 특성을 단순화할 계획이 없습니다. 회사는 자사의 10나노 공정 기술이 업계 최고가 될 것이라고 자신하고 있다.

무어의 법칙의 순환성이 증가합니다.

고든 무어(Gordon Moore)는 1965년 집적 회로의 트랜지스터 수가 두 배로 증가하는 현상을 처음 관찰했을 때 그 수가 12개월마다 두 배로 증가하고 있다고 지적했습니다. 1975년에 그는 자신의 관찰을 수정하여 초소형 회로의 트랜지스터 수가 2년마다 두 배로 늘어날 것이라고 예측했습니다. 지난 몇 년 동안 제조 기술과 집적 회로가 너무 복잡해져서 프로세스 전환 주기가 길어졌습니다. 결과적으로 칩의 트랜지스터 수는 이제 2년 반마다 두 배로 늘어납니다. 결과적으로 Intel은 실제로 동일한 기술을 사용하여 두 개가 아닌 세 개의 마이크로프로세서 제품군을 생산해야 합니다.

Intel의 CEO인 Brian Krzanich는 투자자 및 재무 분석가들과의 분기별 전화 회의에서 "지난 두 번의 전환을 통해 현재 주기 길이가 약 2년 반이라는 것을 보여주었습니다"라고 말했습니다. “이에 따르면 2016년 하반기에 우리는 Skylake 아키텍처를 기반으로 하지만 주요 성능이 개선된 14nm 제품의 3세대 Kaby Lake를 출시할 계획입니다. 우리는 로드맵의 이러한 혁신이 새로운 기능을 도입하고 컴퓨팅 속도를 높이는 동시에 10nm로 원활하게 전환할 수 있는 길을 열어줄 것으로 기대합니다.”

모든 프로세스가 동일하지는 않습니다.

인텔은 2017년 하반기에만 10nm 생산 기술을 사용하여 코드명 Cannonlake라는 칩 생산을 시작할 계획입니다. 비공식 소식통의 보도에 따르면 삼성은 이르면 2016년부터 10nm 기술을 사용한 칩 대량 생산을 시작할 계획입니다. 따라서 삼성은 첨단 기술 프로세스 개발에서 인텔보다 앞서 나갈 수 있습니다.

이론적으로 이러한 지연은 인텔에 문제가 될 수 있습니다. 생산 속도가 얇아지면 전력 소비를 줄이고 성능을 높일 수 있는 기회가 되기 때문입니다. Intel 프로세서는 Apple A 및 Samsung Exynos 프로세서(삼성이 최첨단 기술을 사용하여 생산하는 프로세서)와 직접 경쟁하지는 않지만 Intel 기반 장치는 해당 칩을 기반으로 하는 장치와 경쟁합니다. 결과적으로 이러한 장치의 인기가 높아짐에 따라 인텔 제품을 기반으로 한 전자 제품의 인기는 감소할 것입니다.

그러나 10nm는 기술 프로세스의 이름일 뿐이며 그 특성 중 하나를 나타내는 것임을 이해하는 것이 좋습니다. 인텔의 모든 제조 공정은 일반적으로 다른 반도체 제조업체의 공정보다 우수합니다. 따라서 삼성, GlobalFoundries 및 TSMC의 14nm 및 16nm FinFET 기술은 더 작은 트랜지스터를 사용하지만 20nm 공정 기술의 상호 연결을 기반으로 합니다. 따라서 14LPE 및 CLN16FF 기술을 사용하여 생산된 칩의 크기는 덜 진보된 프로세스를 사용하여 제조된 칩과 다르지 않으므로 이전 제품에 비해 트랜지스터 예산을 크게 늘릴 수 없습니다.

다른 반도체 제조업체의 칩 제조 기술과 비교할 때 인텔의 새로운 제조 프로세스는 모든 측면에서 이전 제품보다 항상 우수합니다. 따라서 인텔의 14nm 공정 기술은 주파수 잠재력을 높이고 전력 소비를 줄일 뿐만 아니라 트랜지스터의 밀도를 높여 더 많은 기능 블록을 마이크로 회로에 통합할 수 있게 해줍니다.

Intel: 우리는 반도체 산업의 선두주자로 남을 것입니다!

인텔 전무는 10나노 공정 기술로의 전환을 공식적으로 선언하기 위해 온갖 수법을 쓰지는 않을 것이라고 강조했다. 새로운 제조 기술은 트랜지스터와 인터커넥트의 크기를 줄여 요소 밀도를 최대화하고 트랜지스터당 칩 비용을 줄입니다.

Krzanich는 "확장을 살펴보면 한 프로세스에서 다른 프로세스로 이동할 때 일반적인 것과 비교하면 상당히 극적일 것이라고 믿습니다."라고 말했습니다. “이제 정확한 숫자를 알려주지 않겠습니다. 하지만 우리가 모든 [10nm 기술 혁신]을 종합한다면 [칩 출하가] 지연되더라도 [업계에서] 우리의 리더십 위치는 변하지 않을 것이라고 믿습니다.”

인텔 제조 단지에서

인텔 대표는 10nm 기술 프로세스에 대한 자세한 내용과 사용 시작이 지연되는 정확한 이유를 공개하지 않았습니다. 그러나 그는 새로운 제조 기술이 "향상된" 수직 게이트 트랜지스터(FinFET)와 다중 패턴 침지 리소그래피를 사용한다고 암시했습니다.

"각각의 [기술적 프로세스]에는 복잡성과 어려움에 대한 고유한 방법이 있습니다."라고 Krzanich는 설명했습니다. “14nm에서 10nm로의 전환 문제는 22nm에서 14nm로의 전환 문제와 거의 같습니다. [침지] 포토리소그래피는 칩 형상 크기가 작아짐에 따라 사용하기가 점점 더 어려워지고 있습니다. 멀티패터닝을 사용하면 패스 수가 늘어납니다.”

인텔: 첫 해에 수백만 대의 Cannonlake를 출시할 것입니다.

브로드웰 칩 시장 진출 과정이 수개월에 걸쳐 지속됐고 14nm 기술을 사용한 코어M(브로드웰)의 초기 생산량이 부족했다는 것은 비밀이 아니다. Intel은 추가 1년을 통해 엔지니어들이 10nm 공정을 개선하여 새로운 Cannonlake 칩을 진정한 대량 생산에 신속하게 출시할 수 있을 것이라고 약속합니다.

"2017년 하반기에 우리는 코드명 Cannonlake라는 최초의 10nm 프로세서 생산을 시작할 것입니다."라고 Krzanich는 말했습니다. “2017년 하반기에 대해 이야기할 때 우리는 수백만 단위와 대량을 이야기합니다.”

Intel 칩이 탑재된 300mm 웨이퍼

인텔: 틱톡 주기가 아직 돌아올 수 있습니다

인텔은 마이크로프로세서 제조에 단일 기술 프로세스를 사용하는 시간이 현재 2년 반에서 3년으로 늘어났지만, 회사는 주기가 약 2년인 "틱톡" 모델로 돌아가려고 노력할 것이라고 밝혔습니다. 연령. "틱톡"이 다시 돌아오려면 심자외선(극자외선 리소그래피, EUV)에서 포토리소그래피 사용으로 전환해야 할 가능성이 높습니다. 10nm 공정 기술을 3년 동안 사용한다면 2020년에는 EUV 스캐너가 7nm 공정 기술을 사용하는 칩 생산에 경제적으로 적합해질 수 있습니다.

기술 주기가 길어지면 마이크로아키텍처 주기도 길어진다는 점에 유의해야 합니다. 이제 하나의 기본 마이크로아키텍처가 3년 내에 3세대 프로세서에 사용될 것입니다. Intel이 각 세대에서 성능을 어떻게 향상시킬 계획인지, 프로세서 속도의 증가가 매년 얼마나 중요한지는 시간만이 말해 줄 것입니다.

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나노미터를 위한 전쟁: 제조업체가 기술 프로세스를 줄이는 이유

1965년부터 우리는 소위 무어의 법칙(Moore's Law)에 대해 알고 있습니다. "집적 회로 칩에 배치되는 트랜지스터의 수는 24개월마다 두 배로 늘어나 신기술, 생산성 향상 및 전자 제품의 혁신으로 이어집니다." 이 법을 대중에게 제시했을 때 인텔의 아버지 중 한 명은 엔지니어들이 이 법을 50년 동안 고수할 수 있으리라고는 상상도 하지 못했습니다. 그는 2014년에 이 법을 준수하는 데 어려움이 인텔 자체에서 시작될 것이라고는 상상할 수 없었습니다. 결국 프로세서의 트랜지스터 수를 늘리려면 기술적인 생산 공정을 줄여야 한다. 간단히 말해서, 트랜지스터의 물리적 크기를 줄이고 밀도를 높이는 것입니다. 현재 마스터링된 크기는 22나노미터로 간주될 수 있으며 이는 Intel Haswell 프로세서의 트랜지스터 크기입니다. 축소는 문제만 가져오는 것처럼 보입니다. 실내 청결 기준이 더 엄격해지고, 리소그래피용 템플릿을 만들기가 더 어려워지고, 양자 효과가 영향을 미치기 시작하고, 품질을 제어하기가 더 어려워집니다. 그러나 생산 비용과 경쟁을 줄이는 것이 아니라면 성공적인 제조업체 중 하나도 그러한 어려움을 겪지 않을 것입니다. 따라서 보다 미묘한 기술 프로세스로 전환하는 몇 가지 이유를 확인할 수 있습니다.

첫째, 빛의 파장 및 신호의 주파수와 관련된 효과입니다. 모든 전자 장치는(그리고 그것뿐만 아니라) 추상화와 단순화를 기반으로 구축됩니다. 다시 완전한 해석을 수행할 필요 없이 요소를 안전하게 결합할 수 있으려면 요소가 중첩의 원리를 따라야 합니다. 중첩 원리가 성립하려면 신호 규모가 회로의 신호 전파 지연보다 훨씬 커야 합니다. 즉, 3GHz의 주파수에서 빛의 속도를 알면 회로의 크기가 10cm보다 훨씬 작아야 한다는 것을 알 수 있는데, 이는 특히 3-4배를 의미합니다.

둘째: 에너지 소비 및 열 방출. 요소가 작을수록 에너지 소비 및 열 발생이 줄어 듭니다. 이를 통해 초소형 장치에서 강력한 프로세서를 사용할 수 있습니다. 사실, 트랜지스터의 크기가 감소함에 따라 열 제거의 어려움이 증가하므로 분명히 장단점이 보상됩니다.

셋째: 현대 프로세서의 전체 이상을 구성하는 트랜지스터는 단순한 전압 제어 스위치가 아닙니다. 구조상 작은 커패시터이기도 하며 커패시턴스는 펨토 패럿 단위로 계산되지만 여전히 0은 아닙니다. 각 커패시터는 디지털 신호의 전파에 약간의 지연을 발생시키며, 이는 연결된 구성 요소 수가 증가함에 따라 합산됩니다. 결과적으로 직사각형 펄스 대신 출력에서 다음과 같은 결과를 얻습니다.

넷째, 생산 비용을 절감합니다. 제 생각에는 이것이 중요한 이유입니다. 각 개별 프로세서는 많은 프로세서가 있는 웨이퍼에서 성장됩니다. 개별 칩(프로세서)의 면적이 작을수록 하나의 웨이퍼에 더 많이 실을 수 있어 수익도 더 커진다. 그러나 이는 기술적 프로세스가 축소된 결과일 뿐이므로 제조업체가 특별히 하나의 실리콘 기판에 더 많은 프로세서를 장착하려고 한다고 말하는 것은 잘못된 것입니다.

제 생각에는 제조업체들이 무어의 법칙이 말도 안 된다는 점에 빠르게 동의하고 모든 것을 줄이는 것을 중단할 것 같습니다. 결국, 기술 프로세스의 감소로 인해 거부되는 프로세서가 많이 발생하게 됩니다. 인간이 감지할 수 없는 지각의 작은 변동만으로 사용할 수 없는 프로세서 수가 80%에 이를 수 있다는 것은 믿기 어렵습니다! 이것은 프로세서에 대한 다소 높은 가격에 대한 이해가 작용하는 곳입니다. 복잡한 재료, 최첨단 장비, 막대한 과학자 직원 및 기타 어려움으로 인해 제조업체는 기술 프로세스를 줄이려는 노력을 멈추지 않습니다. 왜 안 돼? 결국 그것은 확실히 비용 효율적입니다. 인텔은 중력이 약하고 지진이 없으며 기술 프로세스를 원자로 줄일 수 있기 때문에 오랫동안 달에 공장을 건설하겠다고 약속해 왔습니다!

포맷 후 하드 드라이브에서 데이터를 복구하는 방법

14nm 기술에서는(22nm에 비해) 장벽 수가 줄어들고 높이가 높아지며 유전체 핀 사이의 거리가 줄어듭니다.

기술 프로세스의 수치적 가치는 무엇을 의미하나요?

기술 프로세스는 어떤 영향을 미치나요?

기술 프로세스를 줄이면 무엇을 얻을 수 있나요?

스마트폰의 프로세서 기술

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AMD 및 NVIDIA의 차세대 프로세스 및 비디오 카드 출시를 예상하여 생산 기술 프로세스와 같은 칩의 중요한 특성을 검토해 볼 가치가 있습니다. 2015년부터 Intel은 14nm 프로세스 기술에 프로세서를 집중해 왔으며 AMD와 NVIDA는 이미 오래된 28nm 프로세스 기술을 사용하고 있습니다. 우리 기사에서 당신은 배울 것입니다 칩 생산 과정은 무엇입니까?그리고 그 사람 CPU/GPU의 주요 특성에 미치는 영향, 또한 질문에 대한 답을 찾으십시오. "어느 것이 더 낫습니까? 지금 구입하거나 새로운 세대를 기다리는 것입니까?"

소개

AMD는 TSMC의 NVIDIA 16nm보다 작은 Polaris GPU 및 Zen CPU로 GlobalFoundries와 Samsung의 14nm를 선택했습니다. 그리고 해당 링크에서 이들 회사의 기술에 대해 읽을 수 있습니다: , .

여기서는 트랜지스터 생산의 모든 미묘함을 다루지 않으며, 여기서는 보다 미묘한 기술 프로세스의 중요성에 대해서만 배우게 된다는 점을 미리 알아두어야 합니다.

기술적 프로세스란 무엇입니까?

일반적으로 반도체 회로를 생산하는 기술 프로세스에는 일련의 다양한 기술 및 제어 작업이 포함됩니다. 그런데 왜 기술 프로세스 열에 숫자가 나노미터로 기록되어 있습니까? 트랜지스터를 생산하는 데 사용되는 포토리소그래피 장비에는 해상도가 있을 뿐입니다. 이를 더 잘 이해하려면 다음 비디오를 시청하는 것이 좋습니다.

시간이 지남에 따라 이 프로세스에는 진화적인 개선이 이루어졌으며 이를 통해 우리는 여전히 무어의 법칙을 준수할 수 있습니다.

흥미로운 사실: Intel Pentium의 제조 공정은 800nm로, 현대 표준으로 보면 엄청나게 큰 숫자처럼 보입니다! 그리고 트랜지스터는 310만 개에 불과합니다. (Intel Core i7-5960X에는 14nm 및 26억 개의 트랜지스터가 있습니다)

기술 프로세스는 어떤 영향을 미치나요?

제조업체가 이 기술 프로세스의 새로운 수준을 달성한 것을 자랑스러워하는 것은 아무것도 아닙니다. 결국 이는 실질적인 이점을 제공합니다.

트랜지스터 자체의 감소는 단위 면적당 개수의 증가로 이어지며, 이러한 증가로 인해 기판에 더 많은 수의 트랜지스터를 배치할 수 있어 컴퓨팅 장치의 수를 확장하여 성능을 높이거나 면적을 줄일 수 있습니다. 동일한 수의 트랜지스터를 유지하면서 기판 자체.
트랜지스터의 크기가 작을수록 발열과 전력 소비가 줄어듭니다. 이를 통해 열 방출을 저하시키지 않고 컴퓨팅 코어의 주파수와 수를 늘리거나 단순히 전력 소비를 줄일 수 있으며 이는 특히 노트북에 편리합니다.
FinFET 트랜지스터는 14nm 공정 기술과 함께 사용되는 경우가 많습니다. 3차원 핀 모양의 게이트를 갖춘 트랜지스터로, 트랜지스터의 크기를 줄이고 전류 손실과 지연을 줄일 수 있습니다. 여러 유형이 있지만 여기서는 논의하지 않으므로 관심이 있으시면 여기로 이동하십시오.
새로운 기술 프로세스로 전환하려면 새로운 장비가 필요하며 이는 비용이 많이 드는 작업입니다. 이는 주로 프로세서 가격에 영향을 미칩니다.
새로운 단계로의 전환은 즉시 발생하지 않습니다. 기술은 테스트를 거쳐야 하므로 새로운 기술 프로세스를 사용하는 첫 번째 칩은 처음에 생산되지 않을 수도 있습니다(가격에 영향을 미침). 이러한 복잡성은 특히 칩 면적이 증가함에 따라 증가하며, 이는 새로운 기술 프로세스를 제시한 직후에 거대한 칩 면적을 갖춘 고속 멀티 코어 칩을 "조각"하는 것을 허용하지 않습니다. 이는 최대 120억 개의 트랜지스터를 사용할 수 있는 최고급 비디오 칩에 더 많이 적용됩니다!

그러면 무엇을 기대해야 합니까?

생각해 보면 올해 또는 내년에 에너지 효율성이 크게 향상되어 최고급 칩의 빈도를 높이고 값싼 칩의 냉각 요구 사항을 줄일 수 있을 것으로 예상됩니다.

비디오 카드로

프로세서 별

프로세서의 경우 AMD는 클럭당 성능 40% 향상을 약속했는데, 이는 최근 게으른 Intel과 건전한 경쟁을 약속하며 Skylake의 5% 증가는 많은 팬들을 화나게 했습니다. 또한 이러한 프로세스 기술의 도약을 통해 Zen은 마침내 Intel의 에너지 효율성을 크게 향상시킬 수 있게 되었습니다. 기존 28nm는 이 매개변수에서 경쟁할 수 없었습니다.

현재 Zen 프로세서가 FX 및 Opteron을 대체하지 않을 것으로 알려져 있으며, 이러한 칩은 2016년 이후에는 생산되지 않을 것입니다.

Jim Keller가 개발에 참여했기 때문에 Zen 마이크로 아키텍처에 대한 기대는 상당히 높습니다. 그는 나중에 AMD K7을 탄생시킨 DEC Alpha 64비트 RISC를 만든 개발자로 알려져 있습니다. 그는 AMD K8 아키텍처를 만든 후 1999년에 AMD를 떠났습니다. 이제 그는 2012년 복귀한 뒤 다시 맨유를 떠난다.

역사에 대한 짧은 여행을 용서해 주십시오. 어쩌면 누군가가 이 주제에 관심을 가질 수도 있습니다.

결론

칩 제조 공정은 전력 소비, 트랜지스터 수 등의 매개 변수에 매우 큰 영향을 미치며 성능에도 간접적으로 영향을 미칩니다.

기술 프로세스 업그레이드 외에도 AMD와 NVIDIA는 함께 에너지 효율성과 성능의 도약을 가능하게 하는 새로운 아키텍처를 시연하고 있습니다.

따라서 새 비디오 카드와 프로세서가 출시될 때까지 기다려야 하는지, 아니면 지금 여기서 구매해야 하는지에 대한 질문으로 괴로워하신다면 우리는 두 번째 옵션을 선택하겠습니다. 가장 강력한 비디오 카드의 경우는 예외일 수 있습니다. 칩 면적이 크기 때문에 출시가 지연될 수 있기 때문입니다.

이번 주에는 Synopsys 디자인 패키지를 디자인에 활용하는 기업 대표자들의 모임이 있었습니다. 보고서는 반도체 산업의 미래 운명에 대한 문제에 전념했습니다. 보다 정확하게는 기술 표준의 추가 축소와 관련된 문제가 고려되었습니다. 우리는 이미 TSMC와 같은 제조업체가 2nm 트랜지스터 프로토타입을 개발하고 있는 것으로 보고된 것처럼 3nm 칩을 생산하기 위해 올해 공장 건설을 시작할 계획이라는 소식을 들었습니다. 문제는 칩의 소자 크기가 감소하는 것보다 기술 수준을 낮추는 데 따른 경제적 및 기타 효과가 더 빨리 사라진다는 것입니다. 그리고 더 낮은 표준의 솔루션 출시는 말할 것도 없고, 모든 좋은 일은 이미 5nm 칩 출시 단계에서 멈출 수 있습니다.

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이에 따라 퀄컴 관계자는 10나노 생산에서 7나노 생산으로 전환하면 트랜지스터 스위칭 속도 증가가 기존 16% 증가에서 최소 수준으로 줄어들 수 있다고 말했다. 30% 증가에서 소비 절감은 10~25%로 감소하고, 칩 면적 감소는 37%에서 20~30%로 감소한다. 5nm로 전환하면 좋은 수준의 스케일링으로 면적이 계속 줄어들겠지만, 성능과 소비 이점 측면에서 확실하지 않습니다. 또한 FinFET 트랜지스터 형태의 구조는 3.5nm 기술 표준 이후에는 완전히 작동하지 않습니다. 이에 삼성전자는 2년 내로 4나노 공정 틀 내에서 수평으로 완전히 둘러싸인 나노도체(평면 또는 원형) 형태의 게이트 활용을 준비하고 있다.

모바일 칩셋의 주요 특징 중 하나에 대해 이야기하겠습니다.

최신 스마트폰의 프로세서는 수천 개의 구성 요소를 포함하는 복잡한 메커니즘입니다. 주파수, 코어 수 등의 지표는 점차 그 의미를 잃어가고 있으며, 프로세서의 성능과 에너지 효율성을 특징짓는 기술 프로세스의 개념으로 대체되고 있습니다.

기술적 프로세스란 무엇입니까?

프로세서에는 전류를 허용하거나 차단하는 수천 개의 트랜지스터가 포함되어 있어 논리 회로가 바이너리 시스템에서 작동할 수 있습니다. 제조업체는 트랜지스터의 크기와 트랜지스터 사이의 거리를 줄임으로써 칩셋에서 더 높은 생산성을 달성하고 있습니다.

더 작은 트랜지스터는 성능 저하 없이 더 적은 전력을 소비합니다. 트랜지스터의 크기가 전력에 직접적인 영향을 미치지 않는다는 사실에도 불구하고 이 매개변수는 장치 작동의 설계 변경으로 인해 작업 완료 속도에 영향을 미치는 특성 중 하나로 간주되어야 합니다. 트랜지스터의 크기는 본질적으로 프로세서의 기술 프로세스를 특징짓습니다.

프로세서 구성 요소 간의 거리를 줄임으로써 상호 작용에 필요한 에너지의 양도 줄어듭니다. 덕분에 기술 프로세스가 낮은 칩은 기술 프로세스가 높은 칩에 비해 더 큰 자율성을 나타냅니다. 대부분의 스마트폰 매개변수와 달리 기술 프로세스를 특징짓는 숫자가 낮을수록 좋습니다. 우리의 경우 이는 나노미터(nm)입니다.

스마트폰의 기술 프로세스 개발

최초의 Android 스마트폰인 HTC Dream(2008)의 프로세서는 65nm 칩셋에서 실행되었습니다. 오늘날의 중간 예산 모델에서 이 매개변수는 28~14nm 사이에서 다양합니다. 플래그십 스마트폰과 게임용 스마트폰에는 14nm, 심지어 10nm 프로세서가 탑재되는 경우가 많아 강력하고 에너지 효율적이며 발열이 적습니다. 기술 개발이 머신러닝과 인공지능을 목표로 한다는 점을 고려하면, 새로운 차원의 성능을 달성하기 위해 기술 프로세스는 5nm, 그 다음에는 1nm로 줄어들 가능성이 높습니다.

스마트폰을 선택할 때 코어 수와 클럭 속도뿐만 아니라 기술적 프로세스도 고려하는 것이 중요합니다. 칩셋의 관련성, 성능, 과열 경향 및 자율성을 간접적으로 나타내는 것이 바로 이 매개변수입니다. 오늘날 중저가 부문의 장치에는 이미 14nm 프로세서가 장착되어 있으며, 이는 현재 모든 최신 스마트폰에 적합하고 균형 잡힌 솔루션이라고 할 수 있습니다.