Teknologisk prosess 28 nm. Hva er prosessorteknologiprosessen og hva påvirker den? Hva påvirker den tekniske prosessen?

Til tross for at den tekniske prosessen ikke direkte påvirker ytelsen til prosessoren, vil vi likevel nevne den som en egenskap ved prosessoren, siden det er den tekniske prosessen som påvirker økningen i prosessorytelsen gjennom designendringer. Jeg vil merke meg at den tekniske prosessen er et generelt konsept for både sentrale prosessorer og grafikkprosessorer som brukes i skjermkort.

Hovedelementet i prosessorer er transistorer - millioner og milliarder av transistorer. Prinsippet for operasjonen til prosessoren følger av dette. En transistor kan både passere og blokkere elektrisk strøm, noe som gjør at logiske kretser kan operere i to tilstander - på og av, det vil si i det velkjente binære systemet (0 og 1).

Prosessteknologien er i hovedsak på størrelse med transistorene. Og grunnlaget for prosessorytelse ligger nettopp i transistorer. Følgelig, jo mindre transistorene er, jo flere av dem kan plasseres på prosessorbrikken.

Nye Intel-prosessorer er laget ved hjelp av 22 nm prosessteknologi. En nanometer (nm) er 10 til -9 potensen til en meter, som er en milliarddels meter. For at du bedre kan forestille deg hvor miniatyr disse transistorene er, vil jeg gi deg et interessant vitenskapelig faktum: "Ved hjelp av moderne teknologi kan 2000 transistorporter plasseres på tverrsnittsarealet til et menneskehår!"

Hvis vi tar hensyn til moderne prosessorer, har antallet transistorer lenge oversteget 1 milliard.

Vel, den tekniske prosessen til de første modellene begynte ikke med nanometer i det hele tatt, men med større volumetriske mengder, men vi kommer ikke tilbake til fortiden.

Eksempler på tekniske prosesser av grafiske og sentrale prosessorer

Nå skal vi se på et par av de nyeste tekniske prosessene som brukes av kjente produsenter av grafikk og sentrale prosessorer.

1. AMD (prosessorer):

Teknologisk prosess 32 nm. Disse inkluderer Trinity, Bulldozer, Llano. For eksempel, i Bulldozer-prosessorer er antallet transistorer 1,2 milliarder, med et krystallareal på 315 mm2.

Teknologisk prosess 45 nm. Disse inkluderer Phenom- og Athlon-prosessorer. Et eksempel her kan være Phemom, med et antall transistorer på 904 millioner og et krystallareal på 346 mm2.

2.Intel:

Teknologisk prosess 22 nm. Ivy Bridge-prosessorer (Intel Core ix - 3xxx) er bygget i henhold til 22 nm-standarder. For eksempel Core i7 – 3770K, har 1,4 milliarder transistorer om bord, med et krystallareal på 160 mm2 ser vi en betydelig økning i plasseringstetthet.

Teknologisk prosess 32 nm. Disse inkluderer Intel Sandy Bridge-prosessorer (Intel Core ix – 2xxx). Her er 1,16 milliarder lokalisert på et areal på 216 mm2.

Her kan du tydelig se at ifølge denne indikatoren er Intel klart foran hovedkonkurrenten.

3. AMD (ATI) (skjermkort):

Teknologisk prosess 28 nm. Radeon HD 7970 skjermkort

4. Nvidia:

Teknologisk prosess 28 nm. GeForce GTX 690

Så vi så på konseptet teknisk prosess i sentrale og grafiske prosessorer. I dag planlegger utviklere å erobre 14 nm prosessteknologi, og deretter 9, ved å bruke andre materialer og metoder. Og dette er langt fra grensen!

we-it.net

Hva er prosessorteknologiprosessen og hva påvirker den?

Alle moderne datateknologier er basert på halvlederelektronikk. For produksjonen brukes silisiumkrystaller - et av de vanligste mineralene på planeten vår. Siden bortfallet av voluminøse rørsystemer og utviklingen av transistorteknologi, har dette materialet inntatt en viktig plass i produksjonen av datautstyr.

Sentrale og grafiske prosessorer, minnebrikker, forskjellige kontrollere - alt dette er produsert på grunnlag av silisiumkrystaller. I et halvt århundre har det grunnleggende prinsippet ikke endret seg, bare teknologier for å lage brikker blir forbedret. De blir tynnere og mer miniatyr, energieffektive og produktive. Hovedparameteren som vil bli forbedret er den tekniske prosessen.

Hva er en teknisk prosess

Nesten alle moderne brikker består av silisiumkrystaller, som behandles ved litografi for å danne individuelle transistorer. Transistoren er nøkkelelementet i enhver integrert krets. Avhengig av tilstanden til det elektriske feltet, kan det overføre en verdi som tilsvarer en logisk (passer strøm) eller null (fungerer som en isolator). I minnebrikker skrives data ved hjelp av kombinasjoner av nuller og enere (transistorposisjoner), og i prosessorer utføres beregninger når du bytter.

I 14-nm-teknologi (sammenlignet med 22-nm) reduseres antallet barrierer, høyden deres økes og avstanden mellom de dielektriske finnene reduseres

En teknologisk prosess er en prosedyre og prosedyre for å produsere ethvert produkt. I elektronikkindustrien, i sin allment aksepterte betydning, er dette en verdi som indikerer oppløsningen til utstyret som brukes i produksjonen av brikker. Størrelsen på de funksjonelle elementene oppnådd etter silisiumbehandling (det vil si transistorer) avhenger også direkte av den. Jo mer følsomt og nøyaktig utstyret som brukes til å behandle krystaller for prosessoremner, jo finere vil den tekniske prosessen være.

Hva betyr den numeriske verdien av en teknisk prosess?

I moderne halvlederproduksjon er den vanligste metoden fotolitografi - etsing av elementer på en brikke belagt med en dielektrisk film ved hjelp av lys. Det er oppløsningen til det optiske utstyret som sender ut lys for etsing som er den tekniske prosessen i den allment aksepterte tolkningen av ordet. Dette tallet indikerer hvor tynn funksjonen på brikken kan være.

Fotolitografi - etsende elementer på en krystall

Hva påvirker den tekniske prosessen?

Den tekniske prosessen påvirker direkte antallet aktive elementer i en halvlederbrikke. Jo tynnere den tekniske prosessen er, jo flere transistorer vil passe på et bestemt område av brikken. Først av alt betyr dette å øke antall produkter fra ett stykke. For det andre, å redusere energiforbruket: jo tynnere transistoren er, jo mindre energi bruker den. Som et resultat, med et likt antall og arrangement av transistorer (og derfor en økning i ytelse), vil prosessoren forbruke mindre energi.

Ulempen med å bytte til en fin teknisk prosess er økningen i kostnadene for utstyr. Nye industrielle enheter gjør det mulig å gjøre prosessorer bedre og billigere, men selv øker de i pris. Som et resultat er det bare store selskaper som kan investere milliarder av dollar i nytt utstyr. Selv så kjente selskaper som AMD, Nvidia, Mediatek, Qualcomm eller Apple lager ikke prosessorer selv, og overlater denne oppgaven til giganter som TSMC.

Hva gir det å redusere den tekniske prosessen?

Ved å redusere den teknologiske prosessen har produsenten mulighet til å øke ytelsen samtidig som den opprettholder de samme brikkedimensjonene. For eksempel gjorde overgangen fra 32 nm til 22 nm det mulig å doble transistortettheten. Som et resultat, på samme brikke som før, ble det mulig å plassere ikke 4, men allerede 8 prosessorkjerner.

For brukerne er hovedgevinsten redusert energiforbruk. Chips som bruker en tynnere prosessteknologi krever mindre energi og genererer mindre varme. Takket være dette kan du forenkle strømsystemet, redusere kjøleren og være mindre oppmerksom på blåsekomponenter.

Skjematisk prognose for prosessendringer i fremtiden

Prosessorteknologi på smarttelefoner

Smarttelefoner krever maskinvareressurser og tapper raskt batteristrøm. Derfor, for å bremse utslippsforbruket, prøver utviklere av prosessorer for mobile enheter å introdusere de nyeste tekniske prosessene i produksjonen. For eksempel ble den en gang så populære dual-core MediaTek MT6577 produsert ved hjelp av en 40 nm prosessteknologi, og Qualcomm Snapdragon 200 tidlige serier ble produsert ved hjelp av 45 nm teknologi.

I 2013-2015 ble 28 nm den viktigste teknologiske prosessen for brikker brukt i smarttelefoner. MediaTek (til og med Helio X10), Qualcomm Snapdragon S4, 400-serien, samt modellene 600, 602, 610, 615, 616 og 617 er alle 28 nm. Den ble også brukt i produksjonen av Snapdragon 650, 652, 800, 801, 805. Den "varme" Snapdragon 810 ble interessant nok laget ved hjelp av en tynnere 20 nm prosessteknologi, men dette hjalp ikke mye.

Apple brukte også 20nm-teknologi i sin A7 (iPhone 5S). Apple A8 for den sjette iPhone brukte 20 nm, og A9-modellen (for 6s og SE) bruker allerede den nye 16 nm prosessteknologien. I 2013-2014 laget Intel Atom Z3xxx ved hjelp av 22-nanometer teknologi. Siden 2015 har brikker med 14 nm blitt lansert i produksjon.

Neste steg i utviklingen av prosessorer for smarttelefoner er den utbredte utviklingen av 14 og 16 nm teknologiske prosesser, og da kan vi forvente 10 nm. De første eksemplarene på den kan være Qualcomm Snapdragon 825, 828 og 830.

mobcompany.info

Hva er den tekniske prosessen i en prosessor: viktigheten av krystallstørrelse

09.07.2017
Bloggen til Dmitry Vassiyarov.

God dag.

La oss sammen løfte sløret for en så kompleks sak som produksjon av CPUer for datamaskiner. Spesielt fra denne artikkelen vil du lære hva den tekniske prosessen i en prosessor er og hvorfor utviklere hvert år prøver å redusere den.

Hvordan lages prosessorer?

Først bør du vite svaret på dette spørsmålet slik at ytterligere forklaringer er klare. Alt elektronisk utstyr, inkludert CPU, er laget på grunnlag av et av de mest brukte mineralene - silisiumkrystaller. Dessuten har den blitt brukt til disse formålene i mer enn 50 år.

Krystallene behandles gjennom litografi for å muliggjøre opprettelsen av individuelle transistorer. Sistnevnte er de grunnleggende elementene i brikken, siden den består utelukkende av dem.

Transistorens funksjon er å blokkere eller sende strøm, avhengig av den nåværende tilstanden til det elektriske feltet. Dermed opererer logiske kretser i et binært system, det vil si i to posisjoner - på og av. Dette betyr at de enten overfører energi (logisk en) eller fungerer som isolatorer (null). Når du bytter transistorer i CPU, utføres beregninger.

Nå om det viktigste

Generelt sett refererer den teknologiske prosessen til størrelsen på transistorene.

Hva betyr det? La oss gå tilbake til produksjonen av prosessorer igjen.

Den mest brukte metoden er fotolitografi: krystallen er dekket med en dielektrisk film, og transistorer etses fra den ved hjelp av lys. For dette formålet brukes optisk utstyr, hvis oppløsning i hovedsak er en teknisk prosess. Tynnheten til transistorene på krystallen avhenger av verdien - på enhetens nøyaktighet og følsomhet.

Hva gir dette?

Som du forstår, jo mindre de er, jo flere av dem kan plasseres på brikken. Dette påvirker:

Varmespredning og strømforbruk. Ved å redusere størrelsen på elementet krever det mindre energi og genererer derfor mindre varme. Denne fordelen lar deg installere kraftige CPUer i små mobile enheter. Forresten, takket være det lave strømforbruket til moderne brikker, holder nettbrett og smarttelefoner ladningen lenger. For PC-er gjør lavere varmeavledning det mulig å forenkle kjølesystemet.
Antall blanke. På den ene siden er det fordelaktig for produsenter å redusere den tekniske prosessen, fordi en større mengde produkter oppnås fra ett arbeidsstykke. Riktignok er dette bare en konsekvens av foredlingen av den tekniske prosessen, og ikke jakten på fordeler, fordi på den annen side, for å redusere størrelsen på transistorer, er det nødvendig med dyrere utstyr.

Chipytelse. Jo flere elementer den har, jo raskere vil den fungere, mens dens fysiske størrelse forblir den samme.

Teknologisk prosess i tall og eksempler

Den teknologiske prosessen måles i nanometer (nm). Dette er 10 til -9 potens av en meter, det vil si at en nanometer er en milliarddel av den. I gjennomsnitt produseres moderne prosessorer ved hjelp av en 22 nm prosessteknologi.

Du kan forestille deg hvor mange transistorer som passer på en prosessor. For å gjøre det klarere, kan det kuttede området til et menneskehår romme 2000 elementer. Selv om brikken er i miniatyr, er den tydelig større enn et hårstrå, så den kan inneholde milliarder av transistorporter.

Vil du vite mer nøyaktig? La meg gi deg noen eksempler:

AMD-prosessorer, nemlig Trinity, Llano, Bulldozer, har en 32 nm prosessteknologi. Spesielt er krystallområdet til sistnevnte 315 mm2, hvor 1,2 milliarder transistorer er plassert. Phenom og Athlon fra samme produsent er laget ved hjelp av en 45 nm prosessteknologi, det vil si at de har 904 millioner med et basisareal på 346 mm2.

Intel har brikker basert på 22 nm-standarden - dette er Ivy Bridge-familien (Intel Core ix - 3xxx). For klarhetens skyld: Core i7 – 3770K har 1,4 milliarder elementer, til tross for at formstørrelsen bare er 160 mm. Samme merke har også 32nm-produkter. Vi snakker om Intel Sandy Bridge (2xxx). På et område på 216 mm2 passer den til 1,16 milliarder transistorer.

Forresten, alt du lærte om tekniske prosesser for sentrale dataenheter gjelder også for grafikkenheter. For eksempel er denne verdien i AMD (ATI) og Nvidia skjermkort 28 nm.

Nå vet du mer om en så viktig komponent i datamaskinen som prosessoren. Kom tilbake for mer informasjon.

Ser deg senere.

Intel: Vår 10nm-prosess vil være den beste i bransjen

Intel har bekreftet en forsinkelse i masseproduksjon av CPUer ved bruk av 10nm-prosessen til andre halvdel av 2017. Brikkeprodusenten hevder at på grunn av vanskeligheter med å mestre nye produksjonsstandarder, vil den måtte forlenge livssyklusen til 14nm CPU-prosessen med ytterligere ett år. Neste år vil Intel således introdusere Kaby Lake-prosessorer, og Cannonlake vil bli utgitt først i 2017. Intel-ledelsen innrømmet at på grunn av den økende kompleksiteten i brikkeproduksjonen, kan den berømte Moores lov gjennomgå transformasjon. Imidlertid, i motsetning til konkurrentene, har Intel ingen planer om å forenkle egenskapene til den nye produksjonsteknologien for å fremskynde tiden til markedet. Selskapet er overbevist om at 10nm-prosessteknologien vil være den beste i bransjen.

Syklisiteten til Moores lov øker

Da Gordon Moore først gjorde sin observasjon om doblingen av antall transistorer i integrerte kretser i 1965, bemerket han at antallet ble doblet hver 12. måned. I 1975 reviderte han sin observasjon og kom med en spådom om at antallet transistorer i mikrokretser ville dobles hvert annet år. I løpet av de siste årene har produksjonsteknologier og integrerte kretser blitt så komplekse at de har ført til lengre prosessovergangssykluser. Som en konsekvens dobles antallet transistorer på brikker nå hvert annet og et halvt år eller mindre. Som et resultat er Intel faktisk tvunget til å produsere ikke to, men tre familier av mikroprosessorer som bruker samme teknologi.

"De to siste overgangene har vist at sykluslengden i dag er omtrent to og et halvt år," sa Brian Krzanich, Intels administrerende direktør, under selskapets kvartalsvise telefonkonferanse med investorer og finansanalytikere. "I henhold til dette planlegger vi i andre halvdel av 2016 å introdusere Kaby Lake, den tredje generasjonen av våre 14nm-produkter som vil være basert på grunnlaget for Skylake-arkitekturen, men med viktige ytelsesforbedringer. Vi forventer at denne innovasjonen i veikartet vårt vil introdusere nye muligheter og øke datahastigheten samtidig som den baner vei for en jevn overgang til 10nm.»

Ikke alle prosesser er like

Intel har til hensikt å starte produksjonen av brikkene sine, kodenavnet Cannonlake, ved bruk av 10nm produksjonsteknologi først i andre halvdel av 2017. Etter rapporter fra uoffisielle kilder, planlegger Samsung å starte masseproduksjon av brikker ved bruk av 10 nm-teknologi allerede i 2016. Dermed kan Samsung gå foran Intel i utviklingen av avanserte teknologiske prosesser.

I teorien kan etterslepet utgjøre et problem for Intel, siden tynnere produksjonshastigheter betyr muligheten til å redusere strømforbruket og øke ytelsen. Mens Intel-prosessorer ikke konkurrerer direkte med Apple A- og Samsung Exynos-prosessorer (som er det Samsung produserer ved hjelp av banebrytende teknologi), konkurrerer Intel-baserte enheter med de som er basert på disse brikkene. Som et resultat, ettersom populariteten til slike enheter øker, vil populariteten til elektronikk basert på Intel-produkter reduseres.

Imidlertid er det verdt å forstå at 10 nm bare er navnet på den teknologiske prosessen, noe som indikerer en av dens egenskaper. Alle Intels produksjonsprosesser er generelt overlegne i forhold til andre halvlederprodusenter. Dermed er 14-nm og 16-nm FinFET-teknologier fra Samsung, GlobalFoundries og TSMC, selv om de bruker mindre transistorer, basert på sammenkoblinger fra 20-nm prosessteknologi. Dermed skiller ikke størrelsen på brikker produsert ved hjelp av 14LPE- og CLN16FF-teknologier seg fra de som er produsert ved hjelp av mindre avanserte prosesser, noe som ikke gjør det mulig å øke transistorbudsjettet betydelig sammenlignet med forgjengerne.

Sammenlignet med brikkeproduksjonsteknologier fra andre halvlederprodusenter, er Intels nye produksjonsprosesser alltid overlegne sine forgjengere på alle måter. Dermed øker Intels 14-nm prosessteknologi ikke bare frekvenspotensialet og reduserer strømforbruket, men øker også tettheten til transistorer, noe som gjør det mulig å integrere mer funksjonelle blokker i mikrokretser.

Intel: Vi vil forbli ledende i halvlederindustrien!

Konserndirektøren i Intel understreket at selskapet ikke vil bruke alle slags triks for å formelt erklære overgangen til 10 nm prosessteknologi. Den nye produksjonsteknologien vil redusere størrelsen på både transistorer og sammenkoblinger, noe som maksimerer elementtettheten, og reduserer kostnadene for brikker per transistor.

"Vi tror at hvis du ser på skaleringen, vil den være ganske dramatisk sammenlignet med hva som er typisk når du går fra en prosess til en annen," sa Krzanich. «Jeg vil ikke gi deg nøyaktige tall nå. Men vi tror at hvis vi setter alle [10nm teknologiinnovasjoner] sammen, vil ikke vår lederposisjon [i bransjen] endres, selv med forsinkelsen [i chipforsendelser].»

På Intel Manufacturing Complex

Lederen for Intel avslørte ikke mange detaljer om den 10nm teknologiske prosessen, så vel som de nøyaktige årsakene til forsinkelsen i starten av bruken. Imidlertid antydet han at den nye produksjonsteknologien bruker "forbedrede" vertikale porttransistorer (FinFETs) samt multi-patterning immersion litografi.

"Hver [tekniske prosess] har sin egen oppskrift på kompleksitet og vanskeligheter," forklarte Krzanich. "Problemene med overgangen fra 14 nm til 10 nm er omtrent de samme som problemene med overgangen fra 22 nm til 14 nm. [Immersion] fotolitografi blir stadig vanskeligere å bruke ettersom størrelsen på brikkefunksjonene blir mindre. Antall passeringer ved bruk av multimønster øker."

Intel: Vi vil gi ut millioner av Cannonlake det første året

Det er ingen hemmelighet at prosessen med å komme inn på markedet for Broadwell-brikker varte i mange måneder, og de første produksjonsvolumene til Core M (Broadwell) ved bruk av 14 nm-teknologi var få. Intel lover at det ekstra året vil hjelpe ingeniørene med å polere 10nm-prosessen for raskt å lansere nye Cannonlake-brikker til virkelig masseproduksjon.

"I andre halvdel av 2017 vil vi begynne produksjonen av de første 10nm-prosessorene, kodenavnet Cannonlake," sa Krzanich. "Når vi snakker om andre halvdel av 2017, snakker vi om millioner av enheter og store volumer."

300 mm wafer med Intel-brikker

Intel: Tick-tock-syklusen kan fortsatt komme tilbake

Intel sier at selv om tiden for å bruke en teknologisk prosess for produksjon av mikroprosessorer nå har strukket seg til to og et halvt til tre år, vil selskapet prøve å gå tilbake til sin "tick-tock"-modell, hvis syklus er omtrent to år. Det er godt mulig at returen av "tick-tock" vil kreve en overgang til bruk av fotolitografi i dyp ultrafiolett (ekstrem ultrafiolett litografi, EUV). Hvis 10 nm prosessteknologi brukes i tre år, kan EUV-skannere innen 2020 godt bli økonomisk gjennomførbare for produksjon av brikker ved bruk av 7 nm prosessteknologi.

Det skal bemerkes at forlengelse av teknologisykluser også betyr forlengelse av mikroarkitektoniske sykluser: nå skal én grunnleggende mikroarkitektur brukes for tre generasjoner prosessorer innen tre år. Hvordan Intel planlegger å øke ytelsen i hver generasjon og hvor betydelig økningen i prosessorhastighet vil være hvert år, vil bare tiden vise.

Hvis du oppdager en feil, marker den med musen og trykk CTRL+ENTER.

3dnews.ru

Kampen om nanometer: hvorfor produsenter reduserer den tekniske prosessen

Siden 1965 har vi kjent til den såkalte Moores lov: "Antall transistorer plassert på en integrert kretsbrikke dobles hver 24. måned, noe som fører til ny teknologi, økt produktivitet og gjennombrudd innen elektronikk." Da han presenterte denne loven for offentligheten, kunne en av Intels fedre ikke ha forestilt seg at ingeniører ville være i stand til å følge den i så lenge som femti år. Han kunne ikke ha forestilt seg at i 2014 ville problemer med å overholde denne loven begynne hos Intel selv. Tross alt, for å øke antallet transistorer i en prosessor, er det nødvendig å redusere den tekniske produksjonsprosessen. Enkelt sagt, reduser den fysiske størrelsen på transistorene og øk deres tetthet. For øyeblikket kan den mestrede størrelsen betraktes som 22 nanometer, dette er størrelsen på transistorene i Intel Haswell-prosessoren. Det ser ut til at reduksjon bare gir problemer: strengere standarder for romrenslighet, vanskeligere å lage en mal for litografi, kvanteeffekter begynner å påvirke, og vanskeligere å kontrollere kvaliteten. Men ikke en eneste vellykket produsent vil gå gjennom slike vanskeligheter hvis det ikke handler om å redusere produksjonskostnader og konkurranse. Følgelig kan flere årsaker til overgangen til mer subtile tekniske prosesser identifiseres.

For det første: effekter knyttet til lysets bølgelengde og frekvensen til signaler. All elektronikk (og ikke bare den) er bygget på abstraksjoner og forenklinger. For å trygt kunne kombinere elementer uten å måtte utføre en fullstendig analyse på nytt, må elementene følge superposisjonsprinsippet. For at superposisjonsprinsippet skal være sant, må signalskalaen være betydelig større enn signalutbredelsesforsinkelsen i kretsen. Det vil si at ved en frekvens på 3 GHz, når vi kjenner lysets hastighet, finner vi at størrelsen på kretsen skal være betydelig mindre enn 10 cm. Betydelig - dette betyr 3-4 ganger.

For det andre: energiforbruk og varmespredning. Jo mindre element, jo mindre energi bruker det og genererer varme. Dette gjør det mulig å bruke kraftige prosessorer i ultrakompakte enheter. Det er sant at når størrelsen på transistorene reduseres, øker vanskelighetene med varmefjerning, så tilsynelatende blir fordeler og ulemper kompensert.

For det tredje: transistorer, som utgjør mer enn alle en moderne prosessor, er ikke bare en spenningskontrollert bryter. På grunn av strukturen er den også en liten kondensator, hvis kapasitans er beregnet i femto-farader, men fortsatt ikke null. Hver kondensator introduserer en liten forsinkelse i utbredelsen av det digitale signalet, som øker etter hvert som antallet tilkoblede komponenter øker. Som et resultat, ved utgangen, i stedet for en rektangulær puls, får vi noe som dette:

For det fjerde: å redusere produksjonskostnadene. Dette er etter min mening en viktig grunn. Hver enkelt prosessor dyrkes på en oblat, hvor det er mange av dem. Jo mindre arealet til en individuell brikke (prosessor), jo flere av dem kan plasseres på en wafer og jo større fortjeneste. Men dette er kun en konsekvens av en reduksjon i den tekniske prosessen, så det blir feil å si at produsenter spesifikt prøver å få plass til flere prosessorer på ett silisiumsubstrat.

Det virker for meg som om produsentene raskt ville bli enige om at Moores lov er tull og ville slutte å redusere alt. En reduksjon i den tekniske prosessen fører tross alt til et stort antall avviste prosessorer. Det er vanskelig å tro at bare små svingninger i jordskorpen, umerkelige for mennesker, kan bringe antallet ubrukelige prosessorer til 80 %! Det er her forståelsen av en såpass høy pris for prosessorer spiller inn. Komplekse materialer, toppmoderne utstyr, en stor stab av forskere og andre vanskeligheter stopper ikke produsenter i deres ønske om å redusere den tekniske prosessen. Hvorfor ikke? Tross alt er det absolutt kostnadseffektivt. Intel har lenge lovet å bygge et anlegg på månen, fordi det er svak gravitasjon, det er ingen jordskjelv og du kan redusere den teknologiske prosessen til atomet!

Hvordan gjenopprette data fra en harddisk etter formatering

I 14-nm-teknologi (sammenlignet med 22-nm) reduseres antallet barrierer, høyden deres økes og avstanden mellom de dielektriske finnene reduseres

Hva betyr den numeriske verdien av en teknisk prosess?

Hva påvirker den tekniske prosessen?

Hva gir det å redusere den tekniske prosessen?

Prosessorteknologi på smarttelefoner

Du vil også like:

Hvordan ta et skjermbilde på iPhone 7
Hvilke typer sensorer er det i smarttelefoner?

I påvente av utgivelsen av nye generasjoner prosesser og skjermkort fra AMD og NVIDIA, er det verdt å undersøke en så viktig egenskap ved brikken som den teknologiske produksjonsprosessen. Siden 2015 har Intel naglet prosessorer på 14 nm prosessteknologi, mens AMD og NVIDA bruker den allerede utdaterte 28 nm prosessteknologien. Fra artikkelen vår vil du lære om hva er chipproduksjonsprosessen? og ham innvirkning på hovedegenskapene til CPU/GPU, og finn også ut svaret på spørsmålet: "Hva er bedre: kjøp nå eller vent på den nye generasjonen?"

Introduksjon

AMD valgte 14 nm fra GlobalFoundries og Samsung for sin Polaris GPU og Zen CPU, som er mindre enn NVIDIAs 16 nm fra TSMC. Og du kan lese om teknologiene til disse selskapene på de aktuelle lenkene: , .

Det skal bemerkes på forhånd at alle subtilitetene i transistorproduksjonen ikke vil bli berørt her; her vil du ganske enkelt lære om betydningen av en mer subtil teknisk prosess.

Hva er en teknisk prosess?

Generelt involverer den tekniske prosessen med å produsere halvlederkretser en sekvens av forskjellige teknologiske og kontrolloperasjoner. Men hvorfor står det da et tall i nanometer i kolonnen for teknisk prosess? Det er bare at det fotolitografiske utstyret som brukes til å produsere transistorer har en oppløsning. For bedre å forstå dette, anbefaler vi deg å se denne videoen:

Over tid er det en evolusjonær forbedring i denne prosessen, som gjør at vi fortsatt kan overholde Moores lov.

Interessant faktum: Intel Pentium hadde en produksjonsprosess på 800 nm, som etter moderne standarder virker som et vanvittig stort antall! Og bare 3,1 millioner transistorer. (Intel Core i7-5960X har 14 nm og 2,6 milliarder transistorer)

Hva påvirker den tekniske prosessen?

Det er ikke for ingenting at produsenter er stolte av det nye oppnådde nivået i denne teknologiske prosessen. Tross alt gir det konkrete fordeler:

en reduksjon i transistorene i seg selv fører til en økning i antall per enhetsareal, og denne økningen tillater enten å plassere et større antall transistorer på underlaget, noe som øker ytelsen ved å utvide antall dataenheter, eller redusere arealet av selve substratet samtidig som det opprettholdes samme antall transistorer.
Den mindre størrelsen på transistorene gjør det mulig å redusere deres varmeproduksjon og strømforbruk. Dette lar deg enten øke frekvensen og antallet datakjerner uten å gå på akkord med varmespredningen eller ganske enkelt redusere strømforbruket, noe som er spesielt praktisk for bærbare datamaskiner.
FinFET-transistorer brukes ofte i forbindelse med 14 nm prosessteknologi. Dette er transistorer som har en tredimensjonal finneformet port, som gjør at transistoren kan være mindre og redusere strømtap og forsinkelse. Det finnes flere typer av dem, men de vil ikke bli diskutert her, så hvis du er interessert, gå hit.
bytte til en ny teknologisk prosess krever nytt utstyr, noe som er en kostbar operasjon. Dette påvirker først og fremst prisen på prosessorer.
Overgangen til et nytt stadium skjer ikke umiddelbart. Teknologien må testes, så de første brikkene som bruker en ny teknologisk prosess, blir kanskje ikke produsert første gang (påvirker prisen). Denne kompleksiteten øker spesielt med en økning i brikkeområdet, som ikke tillater umiddelbart etter presentasjonen av en ny teknologisk prosess å "skulpturere" raske flerkjernebrikker med et stort brikkeområde. Dette gjelder i større grad topp-end videobrikker, hvor opptil 12 milliarder transistorer kan brukes!

Så hva bør du forvente?

Hvis du tenker på det, viser det seg at i år eller neste år bør du forvente et betydelig sprang i energieffektivitet, som vil tillate deg å øke frekvensen av toppbrikker og redusere kjølekravene til billige.

Med skjermkort

Av prosessor

Når det gjelder prosessorer, lover AMD oss en 40 % økning i ytelse per klokke, noe som lover sunn konkurranse med Intel, som har vært late i det siste; deres 5 % økning i Skylake opprørte mange fans. Dessuten, med et slikt sprang i prosessteknologi, kan Zen endelig gi Intel et skikkelig løft i energieffektivitet. Den gamle 28 nm kunne ikke konkurrere i denne parameteren.

Det er også foreløpig kjent at Zen-prosessorer ikke vil erstatte FX og Opteron; disse brikkene vil ikke bli produsert utover 2016.

Det er ganske store forhåpninger til Zen-mikroarkitekturen, fordi Jim Keller hadde en finger med i utviklingen. Han er kjent som utvikleren som laget DEC Alpha 64-bit RISC, som senere resulterte i AMD K7. Han skapte AMD K8-arkitekturen, hvoretter han forlot AMD i 1999. Nå, etter at han kom tilbake i 2012, forlater han de røde igjen.

Tilgi oss for en så kort ekskursjon i historien; kanskje noen vil være interessert i dette emnet.

konklusjoner

Brikkefremstillingsprosessen har en veldig stor innvirkning på parametere som strømforbruk, antall transistorer, og påvirker indirekte ytelsen.

I tillegg til den teknologiske prosessoppgraderingen, demonstrerer AMD og NVIDIA også nye arkitekturer, som sammen vil gjøre det mulig å ta et sprang i energieffektivitet og ytelse.

Så hvis du plages av spørsmålet om du bør vente til nye skjermkort og prosessorer slippes eller kjøpe her og nå, er vi tilbøyelige til det andre alternativet. Et unntak vil sannsynligvis være tilfellet med de kraftigste skjermkortene, siden utgivelsen kan bli forsinket på grunn av det store brikkeområdet.

Denne uken var det møte med representanter for bedrifter som bruker Synopsys designpakker for design. Rapportene ble viet problemene med den fremtidige skjebnen til halvlederindustrien. Mer presist ble spørsmål knyttet til en ytterligere reduksjon i teknologiske standarder vurdert. Vi har allerede hørt at produsenter som TSMC planlegger å begynne å bygge en fabrikk i år for å produsere 3nm-brikker, som har blitt rapportert å utvikle prototyper av 2nm-transistorer. Problemet er at de økonomiske og andre effektene av å senke teknologiske standarder forsvinner raskere enn størrelsen på elementet på brikken reduseres. Og alle gode ting kan stoppe allerede ved utgivelsen av 5nm-brikker, for ikke å snakke om utgivelsen av løsninger med lavere standarder.

reklame

Dermed sa en representant for Qualcomm at når man går fra 10-nm-produksjon til 7-nm, kan økningen i transistorsvitsjehastigheten reduseres fra forrige 16%-økning til et minimumsnivå. Forbruksbesparelser fra en 30 % økning vil reduseres til 10-25 %, og reduksjonen i brikkeareal vil avta fra 37 % til 20-30 %. Ved flytting til 5nm vil arealet fortsette å avta med et godt nivå av skalering, men med tanke på ytelse og forbruksfordeler er dette ikke sikkert. I tillegg vil strukturen i form av FinFET-transistorer helt slutte å fungere etter de teknologiske standardene på 3,5 nm. Spesielt derfor forbereder Samsung seg på å bruke porter i form av horisontale fullstendig omringede nanoledere (flate eller runde) innenfor rammen av 4nm-prosessen innen to år.

Vi snakker om en av hovedkarakteristikkene til mobile brikkesett.

Prosessoren til en moderne smarttelefon er en kompleks mekanisme som inkluderer tusenvis av komponenter. Indikatorer som frekvens og antall kjerner mister gradvis sin mening, og de blir erstattet av konseptet om en teknisk prosess, som karakteriserer ytelsen og energieffektiviteten til prosessoren.

Hva er en teknisk prosess?

Prosessoren inkluderer tusenvis av transistorer som tillater eller blokkerer elektrisk strøm, slik at logiske kretser kan operere i et binært system. Ved å redusere størrelsen på transistorene og avstanden mellom dem, oppnår produsentene større produktivitet fra brikkesettet.

Mindre transistorer bruker mindre strøm uten å ofre ytelsen. Til tross for at størrelsen på transistorene ikke direkte påvirker effekten, bør denne parameteren betraktes som en av egenskapene som påvirker hastigheten på oppgavefullføringen på grunn av designendringer i driften av enheten. Størrelsen på transistoren karakteriserer i hovedsak den tekniske prosessen til prosessorer.

Ved å redusere avstanden mellom prosessorkomponenter reduseres også mengden energi som kreves for deres interaksjon. Takket være dette viser brikker med en lavere teknologisk prosess større autonomi sammenlignet med brikker med en høyere teknologisk prosess. I motsetning til de fleste smarttelefonparametere, jo lavere tall som karakteriserer den tekniske prosessen, jo bedre. I vårt tilfelle er dette nanometer (nm).

Utvikling av teknologisk prosess i smarttelefoner

I den første Android-smarttelefonen, HTC Dream (2008), kjørte prosessoren på et 65 nm brikkesett. I dagens mellombudsjettmodeller varierer denne parameteren mellom 28-14 nm. Flaggskip- og spillsmarttelefoner er ofte utstyrt med 14 og til og med 10 nm prosessorer, så de er kraftige, energieffektive og mindre utsatt for varme. Med tanke på at teknologiutviklingen er rettet mot maskinlæring og kunstig intelligens, for å oppnå nye høyder i ytelse, vil den tekniske prosessen mest sannsynlig reduseres til 5, og deretter til 1 nm.

Når du velger en smarttelefon, er det viktig å vurdere ikke bare antall kjerner og klokkehastighet, men også ta hensyn til den tekniske prosessen. Det er denne parameteren som indirekte vil indikere brikkesettets relevans, ytelse, tendens til overoppheting og autonomi. I dag er enheter i mellomprissegmentet allerede utstyrt med 14 nm-prosessorer, som for øyeblikket kan kalles en relevant og balansert løsning for enhver moderne smarttelefon.