Teknologisk process 28 nm. Vad är processorteknikprocessen och vad påverkar den? Vad påverkar den tekniska processen?

Trots att den tekniska processen inte direkt påverkar processorns prestanda, kommer vi ändå att nämna den som en egenskap hos processorn, eftersom det är den tekniska processen som påverkar ökningen av processorprestanda genom designförändringar. Jag skulle vilja notera att den tekniska processen är ett allmänt koncept för både centralprocessorer och grafikprocessorer som används i grafikkort.

Huvudelementet i processorer är transistorer - miljoner och miljarder transistorer. Principen för processorns funktion följer av detta. En transistor kan både passera och blockera elektrisk ström, vilket gör att logiska kretsar kan fungera i två tillstånd - på och av, det vill säga i det välkända binära systemet (0 och 1).

Processtekniken är i huvudsak storleken på transistorerna. Och grunden för processorprestanda ligger just i transistorer. Följaktligen, ju mindre transistorer är, desto fler av dem kan placeras på processorkretsen.

Nya Intel-processorer tillverkas med 22 nm processteknik. En nanometer (nm) är 10 till -9 potensen av en meter, vilket är en miljarddels meter. Så att du bättre kan föreställa dig hur miniatyr dessa transistorer är, ska jag ge dig ett intressant vetenskapligt faktum: "Med hjälp av modern teknik kan 2000 transistorportar placeras på tvärsnittsytan av ett människohår!"

Om vi tar hänsyn till moderna processorer, har antalet transistorer där länge överskridit 1 miljard.

Tja, den tekniska processen för de första modellerna började inte alls med nanometer, utan med större volymetriska kvantiteter, men vi kommer inte att återvända till det förflutna.

Exempel på tekniska processer för grafiska och centrala bearbetningsenheter

Nu ska vi titta på ett par av de senaste tekniska processerna som används av välkända tillverkare av grafik och centrala processorer.

1. AMD (processorer):

Teknologisk process 32 nm. Dessa inkluderar Trinity, Bulldozer, Llano. Till exempel, i Bulldozer-processorer är antalet transistorer 1,2 miljarder, med en kristallyta på 315 mm2.

Teknologisk process 45 nm. Dessa inkluderar Phenom- och Athlon-processorer. Ett exempel här skulle vara Phemom, med ett antal transistorer på 904 miljoner och en kristallyta på 346 mm2.

2.Intel:

Teknologisk process 22 nm. Ivy Bridge-processorer (Intel Core ix - 3xxx) är byggda enligt 22 nm-standarder. Till exempel Core i7 – 3770K, har 1,4 miljarder transistorer ombord, med en kristallyta på 160 mm2 ser vi en betydande ökning av placeringstätheten.

Teknologisk process 32 nm. Dessa inkluderar Intel Sandy Bridge-processorer (Intel Core ix – 2xxx). Här finns 1,16 miljarder på en yta av 216 mm2.

Här kan du tydligt se att enligt denna indikator ligger Intel klart före sin huvudkonkurrent.

3. AMD (ATI) (videokort):

Teknologisk process 28 nm. Radeon HD 7970 grafikkort

4. Nvidia:

Teknologisk process 28 nm. GeForce GTX 690

Så vi tittade på konceptet teknisk process i centrala och grafiska processorer. Idag planerar utvecklare att erövra 14 nm processteknik, och sedan 9, med andra material och metoder. Och detta är långt ifrån gränsen!

we-it.net

Vad är processorteknikprocessen och vad påverkar den?

Alla moderna datortekniker är baserade på halvledarelektronik. För dess produktion används kiselkristaller - ett av de vanligaste mineralerna på vår planet. Sedan skrymmande rörsystems bortgång och utvecklingen av transistorteknik har detta material upptagit en viktig plats i produktionen av datorutrustning.

Centrala och grafiska processorer, minneschips, olika kontroller - allt detta produceras på basis av kiselkristaller. Under ett halvt sekel har den grundläggande principen inte förändrats, bara tekniker för att skapa chip förbättras. De blir tunnare och mer miniatyr, energieffektiva och produktiva. Huvudparametern som kommer att förbättras är den tekniska processen.

Vad är en teknisk process

Nästan alla moderna chips består av kiselkristaller, som bearbetas med litografi för att bilda individuella transistorer. Transistorn är nyckelelementet i alla integrerade kretsar. Beroende på det elektriska fältets tillstånd kan det överföra ett värde som motsvarar ett logiskt (passerar ström) eller noll (fungerar som en isolator). I minneschips skrivs data med kombinationer av nollor och ettor (transistorpositioner), och i processorer utförs beräkningar vid omkoppling.

I 14-nm-teknik (jämfört med 22-nm) minskas antalet barriärer, deras höjd ökas och avståndet mellan de dielektriska fenorna minskas

En teknisk process är en procedur och procedur för att tillverka vilken produkt som helst. Inom elektronikindustrin, i dess allmänt accepterade betydelse, är detta ett värde som indikerar upplösningen hos den utrustning som används vid tillverkning av chips. Storleken på de funktionella elementen som erhålls efter kiselbearbetning (det vill säga transistorer) beror också direkt på den. Ju mer känslig och exakt utrustning som används för att bearbeta kristaller för processorämnen, desto finare blir den tekniska processen.

Vad betyder det numeriska värdet av en teknisk process?

I modern halvledartillverkning är den vanligaste metoden fotolitografi - etsning av element på ett chip belagt med en dielektrisk film med hjälp av ljus. Det är upplösningen hos den optiska utrustningen som avger ljus för etsning som är den tekniska processen i den allmänt accepterade tolkningen av ordet. Detta nummer indikerar hur tunn funktionen på chippet kan vara.

Fotolitografi - etsande element på en kristall

Vad påverkar den tekniska processen?

Den tekniska processen påverkar direkt antalet aktiva element i ett halvledarchip. Ju tunnare den tekniska processen är, desto fler transistorer kommer att passa på ett visst område av chipet. Först och främst innebär det att man ökar antalet produkter från ett stycke. För det andra, minska energiförbrukningen: ju tunnare transistorn är, desto mindre energi förbrukar den. Som ett resultat, med samma antal och arrangemang av transistorer (och därför en ökning av prestanda), kommer processorn att förbruka mindre energi.

Nackdelen med att byta till en fin teknisk process är att utrustningen blir dyrare. Nya industrienheter gör det möjligt att göra processorer bättre och billigare, men de ökar själva i pris. Som ett resultat kan bara stora företag investera miljarder dollar i ny utrustning. Inte ens sådana välkända företag som AMD, Nvidia, Mediatek, Qualcomm eller Apple tillverkar inte processorer själva och anförtror denna uppgift till jättar som TSMC.

Vad ger en minskning av den tekniska processen?

Genom att minska den tekniska processen har tillverkaren möjlighet att öka prestandan samtidigt som de bibehåller samma chipdimensioner. Till exempel gjorde övergången från 32 nm till 22 nm det möjligt att fördubbla transistortätheten. Som ett resultat, på samma chip som tidigare, blev det möjligt att placera inte 4, utan redan 8 processorkärnor.

För användarna är den största fördelen minskad energiförbrukning. Flis som använder en tunnare processteknik kräver mindre energi och genererar mindre värme. Tack vare detta kan du förenkla kraftsystemet, minska kylaren och ägna mindre uppmärksamhet åt att blåsa komponenter.

Schematisk prognos för processförändringar i framtiden

Processorteknik på smartphones

Smartphones kräver hårdvaruresurser och drar snabbt ur batterikraften. Därför, för att bromsa utsläppsförbrukningen, försöker utvecklare av processorer för mobila enheter att introducera de senaste tekniska processerna i produktionen. Till exempel producerades den en gång populära dual-core MediaTek MT6577 med en 40 nm processteknik, och Qualcomm Snapdragon 200 tidiga serier tillverkades med 45 nm teknologi.

Under 2013-2015 blev 28 nm den huvudsakliga tekniska processen för chips som används i smartphones. MediaTek (till och med Helio X10), Qualcomm Snapdragon S4, 400-serien, samt modellerna 600, 602, 610, 615, 616 och 617 är alla 28 nm. Den användes också vid tillverkningen av Snapdragon 650, 652, 800, 801, 805. Den "heta" Snapdragon 810, intressant nog, gjordes med en tunnare 20 nm processteknik, men det hjälpte inte mycket.

Apple använde även 20nm-teknik i sin A7 (iPhone 5S). Apple A8 för den sjätte iPhone använde 20 nm, och A9-modellen (för 6s och SE) använder redan den nya 16 nm processtekniken. Under 2013-2014 tillverkade Intel sin Atom Z3xxx med 22-nanometersteknik. Sedan 2015 har chips med 14 nm lanserats i produktion.

Nästa steg i utvecklingen av processorer för smartphones är den omfattande utvecklingen av 14 och 16 nm tekniska processer, och då kan vi förvänta oss 10 nm. De första kopiorna på den kan vara Qualcomm Snapdragon 825, 828 och 830.

mobcompany.info

Vad är den tekniska processen i en processor: vikten av kristallstorlek

09.07.2017
Dmitry Vassiyarovs blogg.

God dag.

Låt oss tillsammans lyfta slöjan för en så komplex fråga som produktionen av processorer för datorer. I synnerhet från den här artikeln kommer du att lära dig vad den tekniska processen i en processor är och varför utvecklare varje år försöker minska den.

Hur tillverkas processorer?

Först bör du veta svaret på denna fråga så att ytterligare förklaringar är tydliga. All elektronisk utrustning, inklusive CPU, skapas på basis av en av de mest använda mineralerna - kiselkristaller. Dessutom har den använts för dessa ändamål i mer än 50 år.

Kristallerna bearbetas genom litografi för att möjliggöra skapandet av individuella transistorer. De senare är de grundläggande delarna av chipet, eftersom det helt består av dem.

Transistorers funktion är att blockera eller passera ström, beroende på det elektriska fältets nuvarande tillstånd. Således fungerar logiska kretsar i ett binärt system, det vill säga i två lägen - på och av. Det betyder att de antingen överför energi (logisk en) eller fungerar som isolatorer (noll). Vid byte av transistorer i CPU:n utförs beräkningar.

Nu om huvudsaken

Generellt sett hänvisar den tekniska processen till storleken på transistorerna.

Vad betyder det? Låt oss återgå till produktionen av processorer igen.

Den vanligaste metoden är fotolitografi: kristallen täcks med en dielektrisk film och transistorer etsas från den med ljus. För detta ändamål används optisk utrustning, vars upplösning i huvudsak är en teknisk process. Tunnheten hos transistorerna på kristallen beror på dess värde - på enhetens noggrannhet och känslighet.

Vad ger detta?

Som du förstår, ju mindre de är, desto fler av dem kan placeras på chippet. Detta påverkar:

Värmeavledning och strömförbrukning. Genom att minska storleken på elementet kräver det mindre energi och genererar därför mindre värme. Denna fördel gör att du kan installera kraftfulla processorer i små mobila enheter. Förresten, tack vare den låga strömförbrukningen hos moderna chips håller surfplattor och smartphones laddningen längre. För PC gör lägre värmeavledning det möjligt att förenkla kylsystemet.
Antal ämnen. Å ena sidan är det fördelaktigt för tillverkare att minska den tekniska processen, eftersom en större mängd produkter erhålls från ett arbetsstycke. Det är sant att detta bara är en konsekvens av förfiningen av den tekniska processen, och inte strävan efter fördelar, för å andra sidan, för att minska storleken på transistorer, behövs dyrare utrustning.

Chipprestanda. Ju fler element den har, desto snabbare kommer den att fungera, medan dess fysiska storlek förblir densamma.

Teknologisk process i siffror och exempel

Den tekniska processen mäts i nanometer (nm). Detta är 10 till -9 potensen av en meter, det vill säga en nanometer är en miljarddel av den. I genomsnitt tillverkas moderna processorer med en 22 nm processteknik.

Du kan föreställa dig hur många transistorer som får plats på en processor. För att göra det tydligare kan det avskurna området på ett människohår rymma 2 000 element. Även om chippet är i miniatyr är det klart större än ett hårstrå, så det kan innehålla miljarder transistorportar.

Vill du veta mer exakt? Låt mig ge dig några exempel:

AMD-processorer, nämligen Trinity, Llano, Bulldozer, har en 32 nm processteknik. I synnerhet är kristallytan för den senare 315 mm2, där 1,2 miljarder transistorer finns. Phenom och Athlon från samma tillverkare är gjorda med en 45 nm processteknik, det vill säga de har 904 miljoner med en basyta på 346 mm2.

Intel har chips baserade på 22 nm-standarden - det här är Ivy Bridge-familjen (Intel Core ix - 3xxx). För tydlighetens skull: Core i7 – 3770K har 1,4 miljarder element, trots att dess formstorlek bara är 160 mm. Samma märke har också 32nm-produkter. Vi pratar om Intel Sandy Bridge (2xxx). På en yta av 216 mm2 passar den 1,16 miljarder transistorer.

Förresten, allt du lärt dig om tekniska processer för centrala datorenheter gäller även för grafikenheter. Till exempel är detta värde i AMD (ATI) och Nvidia grafikkort 28 nm.

Nu vet du mer om en så viktig komponent i din dator som processorn. Kom tillbaka för mer information.

Vi ses senare.

Intel: Vår 10nm-process kommer att vara den bästa i branschen

Intel har bekräftat en försening i massproduktion av processorer med 10nm-processen fram till andra halvan av 2017. Chiptillverkaren hävdar att på grund av svårigheter att bemästra nya produktionsstandarder kommer den att behöva förlänga livscykeln för 14nm CPU-processen med ytterligare ett år. Nästa år kommer alltså Intel att introducera Kaby Lake-processorer, och Cannonlake kommer att släppas först 2017. Intels ledning medgav att på grund av den ökande komplexiteten i chipproduktionen kan den berömda Moores lag genomgå förvandling. Men till skillnad från konkurrenterna har Intel inga planer på att förenkla egenskaperna hos den nya tillverkningstekniken för att påskynda tiden till marknaden. Företaget är övertygat om att dess 10nm processteknik kommer att vara den bästa i branschen.

Cyklisiteten i Moores lag ökar

När Gordon Moore först gjorde sin observation om fördubblingen av antalet transistorer i integrerade kretsar 1965, noterade han att antalet fördubblades var 12:e månad. 1975 reviderade han sin observation och gjorde en förutsägelse att antalet transistorer i mikrokretsar skulle fördubblas vartannat år. Under de senaste åren har tillverkningsteknologier och integrerade kretsar blivit så komplexa att de har lett till längre processomställningscykler. Som en konsekvens fördubblas nu antalet transistorer på chips vartannat och ett halvt år eller mindre. Som ett resultat tvingas Intel faktiskt att producera inte två, utan tre familjer av mikroprocessorer som använder samma teknik.

"De senaste två övergångarna har visat att cykellängden idag är ungefär två och ett halvt år", sa Brian Krzanich, Intels vd, under företagets kvartalsvisa telefonkonferens med investerare och finansanalytiker. "I enlighet med detta planerar vi under andra halvan av 2016 att introducera Kaby Lake, den tredje generationen av våra 14nm-produkter som kommer att baseras på grunden för Skylake-arkitekturen, men med viktiga prestandaförbättringar. Vi förväntar oss att denna innovation i vår färdplan kommer att introducera nya funktioner och öka beräkningshastigheten samtidigt som den banar väg för en smidig övergång till 10nm.”

Alla processer är inte desamma

Intel har för avsikt att påbörja produktionen av sina chips, kodnamnet Cannonlake, med 10nm produktionsteknik först under andra halvan av 2017. Att döma av rapporter från inofficiella källor planerar Samsung att påbörja massproduktion av chips med 10 nm-teknik redan 2016. Således kan Samsung gå före Intel i utvecklingen av avancerade tekniska processer.

I teorin kan fördröjningen utgöra ett problem för Intel, eftersom tunnare produktionshastigheter innebär möjligheten att minska strömförbrukningen och öka prestandan. Medan Intel-processorer inte konkurrerar direkt med Apple A- och Samsung Exynos-processorer (som är vad Samsung producerar med hjälp av banbrytande teknik), konkurrerar Intel-baserade enheter med de som är baserade på dessa chips. Som ett resultat, när populariteten för sådana enheter ökar, kommer populariteten för elektronik baserad på Intel-produkter att minska.

Det är dock värt att förstå att 10 nm bara är namnet på den tekniska processen, vilket indikerar en av dess egenskaper. Alla Intels tillverkningsprocesser är i allmänhet överlägsna andra halvledartillverkares. Således är 14-nm och 16-nm FinFET-teknologier från Samsung, GlobalFoundries och TSMC, även om de använder mindre transistorer, baserade på sammankopplingar från 20-nm processteknik. Således skiljer sig inte storleken på chips som produceras med 14LPE- och CLN16FF-teknologier från de som tillverkas med mindre avancerade processer, vilket inte gör det möjligt att avsevärt öka deras transistorbudget jämfört med deras föregångare.

Jämfört med chiptillverkningsteknik från andra halvledartillverkare är Intels nya tillverkningsprocesser alltid överlägsna sina föregångare i alla avseenden. Intels 14-nm processteknik ökar alltså inte bara frekvenspotentialen och minskar strömförbrukningen, utan ökar också tätheten på transistorer, vilket gör det möjligt att integrera fler funktionella block i mikrokretsar.

Intel: Vi kommer att förbli ledande inom halvledarindustrin!

Den verkställande direktören för Intel betonade att företaget inte kommer att använda alla möjliga knep för att formellt deklarera övergången till 10 nm processteknik. Den nya tillverkningstekniken kommer att minska storleken på både transistorer och sammankopplingar, vilket maximerar elementdensiteten, vilket minskar kostnaden för chips per transistor.

"Vi tror att om man tittar på skalningen kommer det att bli ganska dramatiskt jämfört med vad som är typiskt när man går från en process till en annan," sa Krzanich. "Jag kommer inte att ge dig exakta siffror nu. Men vi tror att om vi sätter alla [10nm tekniska innovationer] tillsammans kommer vår ledande position [i branschen] inte att förändras, även med förseningen [i chipleveranser]."

På Intel Manufacturing Complex

Chefen för Intel avslöjade inte många detaljer om den tekniska 10nm-processen, liksom de exakta orsakerna till förseningen i början av användningen. Han antydde dock att den nya tillverkningstekniken använder "förbättrade" vertikala grindtransistorer (FinFETs) såväl som multi-patterning immersion litografi.

"Varje [teknisk process] har sitt eget recept för komplexitet och svårighet," förklarade Krzanich. "Problemen med övergången från 14 nm till 10 nm är ungefär desamma som problemen med övergången från 22 nm till 14 nm. [Immersion] fotolitografi blir allt svårare att använda när chipfunktionsstorlekarna blir mindre. Antalet pass när du använder multipatterning ökar.”

Intel: Vi kommer att släppa miljontals Cannonlake under det första året

Det är ingen hemlighet att processen att komma in på marknaden för Broadwell-chips varade i många månader, och de initiala produktionsvolymerna för Core M (Broadwell) med 14 nm-teknik var knappa. Intel lovar att det extra året kommer att hjälpa dess ingenjörer att polera 10nm-processen för att snabbt lansera nya Cannonlake-chips till verklig massproduktion.

"Under andra halvan av 2017 kommer vi att börja produktionen av de första 10nm-processorerna, med kodnamnet Cannonlake," sa Krzanich. "När vi pratar om andra halvan av 2017, talar vi om miljontals enheter och stora volymer."

300 mm wafer med Intel-chips

Intel: Tick-tock-cykeln kan återkomma ännu

Intel säger att även om tiden för att använda en teknisk process för tillverkning av mikroprocessorer nu har sträckt sig till två och ett halvt till tre år, kommer företaget att försöka återgå till sin "tick-tock"-modell, vars cykel är cirka två år. Det är fullt möjligt att återkomsten av "tick-tock" kommer att kräva en övergång till användning av fotolitografi i djup ultraviolett ljus (extrem ultraviolett litografi, EUV). Om 10 nm-processtekniken används i tre år, kan EUV-skannrar år 2020 mycket väl bli ekonomiskt genomförbara för produktion av chips med 7 nm-processtekniken.

Det bör noteras att förlängning av teknikcykler också innebär förlängning av mikroarkitektoniska cykler: nu kommer en grundläggande mikroarkitektur att användas för tre generationer av processorer inom tre år. Hur Intel planerar att öka prestandan i varje generation och hur betydande ökningen av processorhastigheten kommer att bli varje år, kommer bara tiden att utvisa.

Om du upptäcker ett fel markerar du det med musen och trycker på CTRL+ENTER.

3dnews.ru

Kampen om nanometer: varför tillverkare minskar den tekniska processen

Sedan 1965 har vi känt till den så kallade Moores lag: "Antalet transistorer placerade på ett integrerat kretschip fördubblas var 24:e månad, vilket leder till ny teknologi, ökad produktivitet och genombrott inom elektronik." När man presenterade denna lag för allmänheten kunde en av Intels fäder inte ha föreställt sig att ingenjörer skulle kunna följa den så länge som femtio år. Han kunde inte ha föreställt sig att 2014 skulle svårigheterna med att följa denna lag börja hos Intel själv. När allt kommer omkring, för att öka antalet transistorer i en processor, är det nödvändigt att minska den tekniska produktionsprocessen. Enkelt uttryckt, minska den fysiska storleken på transistorer och öka deras densitet. För närvarande kan den bemästrade storleken betraktas som 22 nanometer, detta är storleken på transistorerna i Intel Haswell-processorn. Det verkar som att minskningen bara medför problem: strängare standarder för rumsrenlighet, svårare att göra en mall för litografi, kvanteffekter börjar påverka och svårare att kontrollera kvaliteten. Men inte en enda framgångsrik tillverkare kommer att gå igenom sådana svårigheter om det inte handlar om att minska produktionskostnaderna och konkurrensen. Följaktligen kan flera orsaker till övergången till mer subtila tekniska processer identifieras.

För det första: effekter associerade med ljusets våglängd och signalernas frekvens. All elektronik (och inte bara den) bygger på abstraktioner och förenklingar. För att säkert kunna kombinera element utan att behöva göra en fullständig analys igen, måste elementen följa principen om superposition. För att superpositionsprincipen ska vara sann måste signalskalan vara betydligt större än signalutbredningsfördröjningen i kretsen. Det vill säga, vid en frekvens på 3 GHz, när vi känner till ljusets hastighet, finner vi att storleken på kretsen bör vara betydligt mindre än 10 cm. Betydligt - detta betyder 3-4 gånger.

För det andra: energiförbrukning och värmeavledning. Ju mindre element, desto mindre energi förbrukar det och genererar värme. Detta gör det möjligt att använda kraftfulla processorer i ultrakompakta enheter. Det är sant att när storleken på transistorerna minskar ökar svårigheterna med värmeavlägsnande, så uppenbarligen kompenseras för- och nackdelarna.

För det tredje: transistorer, som utgör mer än alla en modern processor, är inte bara en spänningsstyrd switch. På grund av dess struktur är det också en liten kondensator, vars kapacitans beräknas i femto-farader, men fortfarande inte noll. Varje kondensator introducerar en liten fördröjning i utbredningen av den digitala signalen, vilket ökar när antalet anslutna komponenter ökar. Som ett resultat, vid utgången, istället för en rektangulär puls, får vi något så här:

För det fjärde: minska produktionskostnaderna. Detta är enligt min mening ett viktigt skäl. Varje enskild processor odlas på en wafer, där det finns många av dem. Ju mindre arean av ett enskilt chip (processor), desto fler av dem kan placeras på en wafer och desto större vinst. Men detta är bara en konsekvens av en minskning av den tekniska processen, så det skulle vara fel att säga att tillverkare specifikt försöker montera fler processorer på ett kiselsubstrat.

Det verkar för mig att tillverkarna snabbt skulle komma överens om att Moores lag är nonsens och skulle sluta minska allt. En minskning av den tekniska processen leder trots allt till ett stort antal avvisade processorer. Det är svårt att tro att endast små fluktuationer i jordskorpan, omärkliga för människor, kan få antalet oanvändbara processorer till 80%! Det är här förståelsen för ett så högt pris för processorer kommer in i bilden. Komplexa material, toppmodern utrustning, en enorm personal av forskare och andra svårigheter stoppar inte tillverkarna i deras önskan att minska den tekniska processen. Varför inte? Det är trots allt säkert kostnadseffektivt. Intel har länge lovat att bygga en anläggning på månen, eftersom det finns svag gravitation, det finns inga jordbävningar och du kan reducera den tekniska processen till atomen!

Hur man återställer data från en hårddisk efter formatering

I 14-nm-teknik (jämfört med 22-nm) minskas antalet barriärer, deras höjd ökas och avståndet mellan de dielektriska fenorna minskas

Vad betyder det numeriska värdet av en teknisk process?

Vad påverkar den tekniska processen?

Vad ger en minskning av den tekniska processen?

Processorteknik på smartphones

Du kommer också att gilla:

Hur man tar en skärmdump på iPhone 7
Vilka typer av sensorer finns det i smartphones?

I väntan på släppet av nya generationer av processer och grafikkort från AMD och NVIDIA är det värt att undersöka en så viktig egenskap hos chippet som den tekniska processen för dess produktion. Sedan 2015 har Intel nitat processorer på 14 nm processteknik, medan AMD och NVIDA använder den redan förlegade 28 nm processtekniken. Från vår artikel kommer du att lära dig om vad är chipproduktionsprocessen? och honom inverkan på CPU/GPU:ns huvudegenskaper, och ta reda på svaret på frågan: "Vilket är bättre: köp nu eller vänta på den nya generationen?"

Introduktion

AMD valde 14 nm från GlobalFoundries och Samsung för sin Polaris GPU och Zen CPU, vilket är mindre än NVIDIAs 16 nm från TSMC. Och du kan läsa om dessa företags teknik på lämpliga länkar: , .

Det bör noteras i förväg att alla subtiliteter av transistorproduktion inte kommer att beröras här, här kommer du helt enkelt att lära dig om betydelsen av en mer subtil teknisk process.

Vad är en teknisk process?

I allmänhet innebär den tekniska processen att producera halvledarkretsar en sekvens av olika tekniska och kontrolloperationer. Men varför skrivs då ett tal i nanometer i kolumnen för teknisk process? Det är bara det att den fotolitografiska utrustningen som används för att producera transistorer har en upplösning. För att bättre förstå detta rekommenderar vi att du tittar på den här videon:

Med tiden finns det en evolutionär förbättring i denna process, vilket gör att vi fortfarande kan följa Moores lag.

Intressant fakta: Intel Pentium hade en tillverkningsprocess på 800 nm, vilket med moderna standarder verkar vara ett vansinnigt stort antal! Och bara 3,1 miljoner transistorer. (Intel Core i7-5960X har 14 nm och 2,6 miljarder transistorer)

Vad påverkar den tekniska processen?

Det är inte för inte som tillverkarna är stolta över den nya nivån i denna tekniska process. När allt kommer omkring ger det påtagliga fördelar:

en minskning av själva transistorerna leder till en ökning av deras antal per ytenhet, och denna ökning gör det möjligt att antingen placera ett större antal transistorer på substratet, vilket ökar prestandan genom att utöka antalet beräkningsenheter, eller minska arean av själva substratet samtidigt som samma antal transistorer bibehålls.
Den mindre storleken på transistorer gör det möjligt att minska deras värmealstring och energiförbrukning. Detta gör att du antingen kan öka frekvensen och antalet datorkärnor utan att kompromissa med värmeavledning eller helt enkelt minska strömförbrukningen, vilket är särskilt bekvämt för bärbara datorer.
FinFET-transistorer används ofta i kombination med 14 nm processteknik. Dessa är transistorer som har en tredimensionell fenformad gate, vilket gör att transistorn kan vara mindre och minska strömförlust och fördröjning. Det finns flera typer av dem, men de kommer inte att diskuteras här, så om du är intresserad, gå hit.
att byta till en ny teknisk process kräver ny utrustning, vilket är en dyr operation. Detta påverkar framför allt priset på processorer.
Övergången till ett nytt stadium sker inte omedelbart. Tekniken måste testas, så de första chipsen som använder en ny teknisk process kanske inte produceras första gången (påverkar priset). Denna komplexitet ökar särskilt med en ökning av chipområdet, vilket inte tillåter omedelbart efter presentationen av en ny teknisk process att "skulptera" snabba flerkärniga chip med en enorm chipyta. Det gäller i högre grad toppvideochips, där upp till 12 miljarder transistorer kan användas!

Så vad ska du förvänta dig?

Om du tänker på det visar det sig att du i år eller nästa bör förvänta dig ett betydande språng i energieffektivitet, vilket gör att du kan öka frekvensen av toppchips och minska kylningskraven för billiga.

Med grafikkort

Med processor

När det gäller processorer lovar AMD oss en 40% ökning av prestanda per klocka, vilket lovar sund konkurrens med Intel, som har varit lata på sistone; deras 5% ökning i Skylake upprörde många fans. Dessutom, med ett sådant språng inom processteknik, kan Zen äntligen ge Intel ett rejält uppsving i energieffektivitet. Den gamla 28 nm kunde inte konkurrera i denna parameter.

Det är också för närvarande känt att Zen-processorer inte kommer att ersätta FX och Opteron; dessa chips kommer inte att produceras efter 2016.

Det finns ganska stora förhoppningar på Zen-mikroarkitekturen, eftersom Jim Keller hade ett finger med i dess utveckling. Han är känd som utvecklaren som skapade DEC Alpha 64-bitars RISC, som senare resulterade i AMD K7. Han skapade AMD K8-arkitekturen, varefter han lämnade AMD 1999. Nu, efter att ha återvänt 2012, lämnar han de röda igen.

Förlåt oss för en så kort utflykt i historien, kanske någon kommer att vara intresserad av detta ämne.

Slutsatser

Chiptillverkningsprocessen har en mycket stor inverkan på parametrar som strömförbrukning, antalet transistorer och påverkar indirekt prestandan.

Utöver den tekniska processuppgraderingen demonstrerar AMD och NVIDIA även nya arkitekturer, som tillsammans kommer att göra det möjligt att ta ett steg i energieffektivitet och prestanda.

Så om du plågas av frågan om du ska vänta tills nya grafikkort och processorer släpps eller köpa här och nu, är vi benägna till det andra alternativet. Ett undantag kommer förmodligen att vara fallet med de mest kraftfulla grafikkorten, eftersom på grund av det stora chipområdet kan deras utgivning försenas.

I veckan var det ett möte med representanter för företag som använder Synopsys designpaket för design. Rapporterna ägnades åt problemen med halvledarindustrins framtida öde. Mer exakt övervägdes frågor som rör en ytterligare minskning av tekniska standarder. Vi har redan hört att tillverkare som TSMC planerar att börja bygga en fabrik i år för att producera 3nm-chips, vilket har rapporterats utveckla prototyper av 2nm-transistorer. Problemet är att de ekonomiska och andra effekterna av att sänka tekniska standarder försvinner snabbare än att storleken på elementet på chipet minskar. Och alla bra saker kan sluta redan vid släppandet av 5nm-chips, för att inte tala om lanseringen av lösningar med lägre standarder.

reklam

Således sa en representant för Qualcomm att när man går från 10-nm-produktion till 7-nm kan ökningen av transistorväxlingshastigheten minska från den tidigare 16-procentiga ökningen till en miniminivå. Konsumtionsbesparingar från en 30% ökning kommer att minska till 10-25%, och minskningen av spånarea kommer att minska från 37% till 20-30%. Vid övergång till 5nm kommer arean att fortsätta minska med en bra skalningsnivå, men vad gäller prestanda och konsumtionsfördelar är detta inte säkert. Dessutom kommer strukturen i form av FinFET-transistorer helt att sluta fungera efter de tekniska standarderna på 3,5 nm. Därför förbereder Samsung speciellt för att inom två år använda grindar i form av horisontella helt omgivna nanoledare (platta eller runda) inom ramen för 4nm-processen.

Vi pratar om en av de viktigaste egenskaperna hos mobila chipset.

Processorn i en modern smartphone är en komplex mekanism som innehåller tusentals komponenter. Indikatorer som frekvens och antal kärnor förlorar gradvis sin betydelse, och de ersätts av konceptet med en teknisk process, som kännetecknar processorns prestanda och energieffektivitet.

Vad är en teknisk process?

Processorn innehåller tusentals transistorer som tillåter eller blockerar elektrisk ström, vilket gör att logiska kretsar kan fungera i ett binärt system. Genom att minska storleken på transistorer och avståndet mellan dem, uppnår tillverkarna högre produktivitet från chipsetet.

Mindre transistorer förbrukar mindre ström utan att ge avkall på prestanda. Trots det faktum att storleken på transistorer inte direkt påverkar effekten, bör denna parameter betraktas som en av de egenskaper som påverkar hastigheten för slutförandet av uppgiften på grund av designändringar i enhetens drift. Transistorns storlek kännetecknar i huvudsak den tekniska processen för processorer.

Genom att minska avståndet mellan processorkomponenter minskas också mängden energi som krävs för deras interaktion. Tack vare detta uppvisar chips med en lägre teknisk process större autonomi jämfört med chips med en högre teknisk process. Till skillnad från de flesta smartphoneparametrar, desto bättre är ju lägre siffra som kännetecknar den tekniska processen. I vårt fall är dessa nanometer (nm).

Utveckling av teknisk process i smartphones

I den första Android-smarttelefonen, HTC Dream (2008), kördes processorn på en 65 nm chipset. I dagens mellanbudgetmodeller varierar denna parameter mellan 28-14 nm. Flaggskepps- och spelsmarttelefoner är ofta utrustade med 14 och till och med 10 nm-processorer, så de är kraftfulla, energieffektiva och mindre benägna att bli uppvärmda. Med tanke på att teknikutvecklingen är inriktad på maskininlärning och artificiell intelligens, för att nå nya höjder i prestanda, kommer den tekniska processen med största sannolikhet att reduceras till 5, och sedan till 1 nm.

När du väljer en smartphone är det viktigt att inte bara ta hänsyn till antalet kärnor och klockhastighet, utan också vara uppmärksam på den tekniska processen. Det är denna parameter som indirekt kommer att indikera styrkretsens relevans, prestanda, tendens till överhettning och autonomi. Idag är enheter i mellanprissegmentet redan utrustade med 14 nm-processorer, vilket för tillfället kan kallas en relevant och balanserad lösning för alla moderna smartphones.