กระบวนการทางเทคโนโลยี 28 นาโนเมตร กระบวนการเทคโนโลยีโปรเซสเซอร์คืออะไร และมีผลกระทบอย่างไร? กระบวนการทางเทคนิคส่งผลกระทบอย่างไร?

แม้ว่ากระบวนการทางเทคนิคจะไม่ส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพของโปรเซสเซอร์ แต่เรายังคงกล่าวถึงมันเป็นลักษณะของโปรเซสเซอร์ เนื่องจากเป็นกระบวนการทางเทคนิคที่มีอิทธิพลต่อการเพิ่มประสิทธิภาพโปรเซสเซอร์ผ่านการเปลี่ยนแปลงการออกแบบ ฉันต้องการทราบว่ากระบวนการทางเทคนิคเป็นแนวคิดทั่วไปสำหรับทั้งโปรเซสเซอร์กลางและโปรเซสเซอร์กราฟิกที่ใช้ในการ์ดแสดงผล

องค์ประกอบหลักในโปรเซสเซอร์คือทรานซิสเตอร์ - ทรานซิสเตอร์นับล้านและพันล้าน หลักการทำงานของโปรเซสเซอร์เป็นไปตามนี้ ทรานซิสเตอร์สามารถส่งผ่านและปิดกั้นกระแสไฟฟ้าได้ ซึ่งช่วยให้วงจรลอจิกทำงานในสองสถานะ - เปิดและปิด นั่นคือในระบบไบนารี่ที่รู้จักกันดี (0 และ 1)

เทคโนโลยีกระบวนการโดยพื้นฐานแล้วจะมีขนาดของทรานซิสเตอร์ และพื้นฐานของประสิทธิภาพของโปรเซสเซอร์นั้นอยู่ที่ทรานซิสเตอร์อย่างแม่นยำ ดังนั้นยิ่งทรานซิสเตอร์มีขนาดเล็กเท่าไรก็ยิ่งสามารถวางบนชิปโปรเซสเซอร์ได้มากขึ้นเท่านั้น

โปรเซสเซอร์ Intel ใหม่สร้างขึ้นโดยใช้เทคโนโลยีการผลิต 22 นาโนเมตร นาโนเมตร (nm) คือ 10 ถึง -9 กำลังของหนึ่งเมตร ซึ่งเท่ากับหนึ่งในพันล้านของเมตร เพื่อให้คุณสามารถจินตนาการได้ดีขึ้นว่าทรานซิสเตอร์เหล่านี้มีขนาดเล็กเพียงใด ฉันจะให้ข้อเท็จจริงทางวิทยาศาสตร์ที่น่าสนใจอย่างหนึ่งแก่คุณ: “ด้วยความช่วยเหลือของเทคโนโลยีสมัยใหม่ ประตูทรานซิสเตอร์ 2,000 ตัวสามารถวางบนพื้นที่หน้าตัดของเส้นผมมนุษย์ได้!”

หากเราคำนึงถึงโปรเซสเซอร์สมัยใหม่ จำนวนทรานซิสเตอร์ที่นั่นก็เกิน 1 พันล้านมานานแล้ว

กระบวนการทางเทคนิคของรุ่นแรกไม่ได้เริ่มต้นด้วยนาโนเมตรเลย แต่มีปริมาณปริมาตรที่มากขึ้น แต่เราจะไม่กลับไปสู่อดีต

ตัวอย่างกระบวนการทางเทคนิคของตัวประมวลผลกราฟิกและตัวประมวลผลกลาง

ตอนนี้เราจะดูกระบวนการทางเทคนิคล่าสุดสองสามกระบวนการที่ใช้โดยผู้ผลิตกราฟิกและโปรเซสเซอร์กลางที่มีชื่อเสียง

1. AMD (โปรเซสเซอร์):

กระบวนการทางเทคโนโลยี 32 นาโนเมตร เหล่านี้รวมถึง Trinity, Bulldozer, Llano ตัวอย่างเช่น ในโปรเซสเซอร์ Bulldozer จำนวนทรานซิสเตอร์คือ 1.2 พันล้าน โดยมีพื้นที่คริสตัล 315 mm2

กระบวนการทางเทคโนโลยี 45 นาโนเมตร ซึ่งรวมถึงโปรเซสเซอร์ Phenom และ Athlon ตัวอย่างที่นี่คือ Phemom ซึ่งมีทรานซิสเตอร์จำนวน 904 ล้านและพื้นที่คริสตัล 346 mm2

2.อินเทล:

กระบวนการทางเทคโนโลยี 22 นาโนเมตร โปรเซสเซอร์ Ivy Bridge (Intel Core ix - 3xxx) สร้างขึ้นตามมาตรฐาน 22 นาโนเมตร ตัวอย่างเช่น Core i7 – 3770K มีทรานซิสเตอร์ 1.4 พันล้านตัวบนบอร์ด โดยมีพื้นที่คริสตัล 160 mm2 เราเห็นความหนาแน่นของตำแหน่งเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ

กระบวนการทางเทคโนโลยี 32 นาโนเมตร ซึ่งรวมถึงโปรเซสเซอร์ Intel Sandy Bridge (Intel Core ix – 2xxx) ที่นี่ 1.16 พันล้านตั้งอยู่บนพื้นที่ 216 mm2

ที่นี่คุณจะเห็นได้อย่างชัดเจนว่าตามตัวบ่งชี้นี้ Intel นำหน้าคู่แข่งหลักอย่างชัดเจน

3. AMD (ATI) (การ์ดแสดงผล):

กระบวนการทางเทคโนโลยี 28 นาโนเมตร การ์ดแสดงผล Radeon HD 7970

4. เอ็นวิเดีย:

กระบวนการทางเทคโนโลยี 28 นาโนเมตร การ์ดจอ GTX 690

ดังนั้นเราจึงดูแนวคิดของกระบวนการทางเทคนิคในโปรเซสเซอร์กลางและโปรเซสเซอร์กราฟิก วันนี้นักพัฒนาวางแผนที่จะพิชิตเทคโนโลยีการผลิต 14 นาโนเมตรและ 9 โดยใช้วัสดุและวิธีการอื่น และนี่ยังห่างไกลจากขีดจำกัด!

วี-อิท.เน็ต

กระบวนการเทคโนโลยีโปรเซสเซอร์คืออะไร และมีผลกระทบอย่างไร?

เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ทั้งหมดใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เซมิคอนดักเตอร์ สำหรับการผลิตนั้น จะใช้ผลึกซิลิคอนซึ่งเป็นหนึ่งในแร่ธาตุที่พบมากที่สุดในโลกของเรา นับตั้งแต่การล่มสลายของระบบท่อขนาดใหญ่และการพัฒนาเทคโนโลยีทรานซิสเตอร์ วัสดุนี้ได้เข้ามามีบทบาทสำคัญในการผลิตอุปกรณ์คอมพิวเตอร์

โปรเซสเซอร์กลางและกราฟิก, ชิปหน่วยความจำ, คอนโทรลเลอร์ต่างๆ - ทั้งหมดนี้ผลิตขึ้นบนพื้นฐานของคริสตัลซิลิคอน เป็นเวลาครึ่งศตวรรษแล้วที่หลักการพื้นฐานไม่มีการเปลี่ยนแปลง มีเพียงเทคโนโลยีการสร้างชิปเท่านั้นที่ได้รับการปรับปรุง พวกมันบางลงและมีขนาดเล็กลง ประหยัดพลังงานและประสิทธิผลมากขึ้น พารามิเตอร์หลักที่จะได้รับการปรับปรุงคือกระบวนการทางเทคนิค

กระบวนการทางเทคนิคคืออะไร

ชิปสมัยใหม่เกือบทั้งหมดประกอบด้วยคริสตัลซิลิคอน ซึ่งถูกประมวลผลโดยการพิมพ์หินเพื่อสร้างทรานซิสเตอร์แต่ละตัว ทรานซิสเตอร์เป็นองค์ประกอบสำคัญของวงจรรวม ขึ้นอยู่กับสถานะของสนามไฟฟ้า มันสามารถส่งค่าที่เทียบเท่ากับค่าลอจิคัล (กระแสผ่าน) หรือศูนย์ (ทำหน้าที่เป็นฉนวน) ในชิปหน่วยความจำ ข้อมูลจะถูกเขียนโดยใช้เลขศูนย์และเลขผสมกัน (ตำแหน่งทรานซิสเตอร์) และในโปรเซสเซอร์ การคำนวณจะดำเนินการเมื่อทำการสลับ

ในเทคโนโลยี 14 นาโนเมตร (เทียบกับ 22 นาโนเมตร) จำนวนสิ่งกีดขวางจะลดลง ความสูงเพิ่มขึ้น และระยะห่างระหว่างครีบอิเล็กทริกลดลง

กระบวนการทางเทคโนโลยีคือขั้นตอนและขั้นตอนในการผลิตผลิตภัณฑ์ใดๆ ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ ตามความหมายที่ยอมรับกันโดยทั่วไป ค่านี้เป็นค่าที่ระบุถึงความละเอียดของอุปกรณ์ที่ใช้ในการผลิตชิป ขนาดขององค์ประกอบการทำงานที่ได้รับหลังจากการประมวลผลซิลิคอน (นั่นคือทรานซิสเตอร์) ก็ขึ้นอยู่กับมันโดยตรงเช่นกัน ยิ่งอุปกรณ์ที่ใช้ในการประมวลผลคริสตัลสำหรับช่องว่างของโปรเซสเซอร์มีความละเอียดอ่อนและแม่นยำมากเท่าใด กระบวนการทางเทคนิคก็จะละเอียดยิ่งขึ้นเท่านั้น

ค่าตัวเลขของกระบวนการทางเทคนิคหมายถึงอะไร?

ในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์สมัยใหม่ วิธีการที่พบบ่อยที่สุดคือการพิมพ์หินด้วยแสง - การแกะสลักองค์ประกอบบนชิปที่เคลือบด้วยฟิล์มอิเล็กทริกโดยใช้แสง ความละเอียดของอุปกรณ์เกี่ยวกับสายตาที่ปล่อยแสงสำหรับการแกะสลักซึ่งเป็นกระบวนการทางเทคนิคในการตีความคำที่เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไป ตัวเลขนี้บ่งบอกว่าคุณสมบัติบนชิปมีความบางเพียงใด

Photolithography - การแกะสลักองค์ประกอบบนคริสตัล

กระบวนการทางเทคนิคส่งผลกระทบอย่างไร?

กระบวนการทางเทคนิคส่งผลโดยตรงต่อจำนวนองค์ประกอบที่ใช้งานของชิปเซมิคอนดักเตอร์ ยิ่งกระบวนการทางเทคนิคบางลง ทรานซิสเตอร์ก็จะพอดีกับพื้นที่บางส่วนของชิปมากขึ้นเท่านั้น ประการแรกหมายถึงการเพิ่มจำนวนสินค้าจากชิ้นเดียว ประการที่สอง ลดการใช้พลังงาน: ยิ่งทรานซิสเตอร์บางลง พลังงานก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น ด้วยเหตุนี้ เมื่อมีจำนวนทรานซิสเตอร์และการจัดเรียงเท่ากัน (และด้วยเหตุนี้ประสิทธิภาพจึงเพิ่มขึ้น) โปรเซสเซอร์จึงใช้พลังงานน้อยลง

ข้อเสียของการเปลี่ยนไปใช้กระบวนการทางเทคนิคที่ดีคืออุปกรณ์จะมีราคาแพงกว่า หน่วยอุตสาหกรรมใหม่ทำให้สามารถผลิตโปรเซสเซอร์ได้ดีขึ้นและถูกลง แต่ราคาก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน เป็นผลให้มีเพียงองค์กรขนาดใหญ่เท่านั้นที่สามารถลงทุนหลายพันล้านดอลลาร์ในอุปกรณ์ใหม่ได้ แม้แต่บริษัทที่มีชื่อเสียงเช่น AMD, Nvidia, Mediatek, Qualcomm หรือ Apple ก็ไม่ได้ผลิตโปรเซสเซอร์ด้วยตนเอง โดยมอบหมายงานนี้ให้กับยักษ์ใหญ่อย่าง TSMC

การลดกระบวนการทางเทคนิคให้ประโยชน์อะไร?

ด้วยการลดกระบวนการทางเทคโนโลยี ผู้ผลิตจึงมีโอกาสที่จะเพิ่มประสิทธิภาพในขณะที่ยังคงรักษาขนาดชิปเท่าเดิม ตัวอย่างเช่น การเปลี่ยนจาก 32 นาโนเมตรเป็น 22 นาโนเมตรทำให้ความหนาแน่นของทรานซิสเตอร์เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า เป็นผลให้บนชิปตัวเดิมไม่สามารถวางได้ 4 แต่มีคอร์โปรเซสเซอร์ 8 คอร์แล้ว

สำหรับผู้ใช้ ประโยชน์หลักคือลดการใช้พลังงาน ชิปที่ใช้เทคโนโลยีกระบวนการทินเนอร์ต้องใช้พลังงานน้อยลงและสร้างความร้อนน้อยลง ด้วยเหตุนี้ คุณจึงสามารถลดความซับซ้อนของระบบไฟฟ้า ลดความเย็น และให้ความสำคัญกับส่วนประกอบที่เป่าได้น้อยลง

การคาดการณ์แผนผังการเปลี่ยนแปลงกระบวนการในอนาคต

เทคโนโลยีโปรเซสเซอร์บนสมาร์ทโฟน

สมาร์ทโฟนต้องการทรัพยากรฮาร์ดแวร์และใช้พลังงานแบตเตอรี่อย่างรวดเร็ว ดังนั้นเพื่อชะลอการใช้การคายประจุผู้พัฒนาโปรเซสเซอร์สำหรับอุปกรณ์พกพาจึงพยายามแนะนำกระบวนการทางเทคนิคล่าสุดในการผลิต ตัวอย่างเช่น MediaTek MT6577 แบบดูอัลคอร์ยอดนิยมครั้งหนึ่งเคยผลิตโดยใช้เทคโนโลยีการผลิต 40 นาโนเมตร และ Qualcomm Snapdragon 200 ซีรีส์แรกๆ นั้นผลิตขึ้นโดยใช้เทคโนโลยี 45 นาโนเมตร

ในปี 2556-2558 28 นาโนเมตรกลายเป็นกระบวนการทางเทคโนโลยีหลักสำหรับชิปที่ใช้ในสมาร์ทโฟน MediaTek (สูงสุดและรวมถึง Helio X10), Qualcomm Snapdragon S4, 400 series รวมถึงรุ่น 600, 602, 610, 615, 616 และ 617 มีทั้งหมด 28 นาโนเมตร นอกจากนี้ยังใช้ในการผลิต Snapdragon 650, 652, 800, 801, 805 Snapdragon 810 "ร้อน" ที่น่าสนใจถูกสร้างขึ้นโดยใช้เทคโนโลยีการผลิต 20 นาโนเมตรที่บางกว่า แต่ก็ไม่ได้ช่วยอะไรมากนัก

Apple ยังใช้เทคโนโลยี 20 นาโนเมตรใน A7 (iPhone 5S) Apple A8 สำหรับ iPhone รุ่นที่หกใช้ 20 นาโนเมตร และรุ่น A9 (สำหรับ 6s และ SE) ใช้เทคโนโลยีการผลิต 16 นาโนเมตรใหม่อยู่แล้ว ในปี 2556-2557 Intel ได้สร้าง Atom Z3xxx โดยใช้เทคโนโลยี 22 นาโนเมตร ตั้งแต่ปี 2015 มีการเปิดตัวชิปขนาด 14 นาโนเมตรสู่การผลิต

ขั้นตอนต่อไปในการพัฒนาโปรเซสเซอร์สำหรับสมาร์ทโฟนคือการพัฒนากระบวนการทางเทคโนโลยี 14 และ 16 นาโนเมตรอย่างกว้างขวางจากนั้นเราสามารถคาดหวัง 10 นาโนเมตรได้ สำเนาแรกอาจเป็น Qualcomm Snapdragon 825, 828 และ 830

mobcompany.info

กระบวนการทางเทคนิคในโปรเซสเซอร์คืออะไร: ความสำคัญของขนาดคริสตัล

09.07.2017
บล็อกของ Dmitry Vassiyarov

ขอให้เป็นวันที่ดี.

เรามาร่วมกันเปิดม่านเรื่องที่ซับซ้อนเช่นการผลิตซีพียูสำหรับคอมพิวเตอร์กันเถอะ โดยเฉพาะอย่างยิ่งจากบทความนี้คุณจะได้เรียนรู้ว่ากระบวนการทางเทคนิคในโปรเซสเซอร์คืออะไรและเหตุใดนักพัฒนาจึงพยายามลดขั้นตอนดังกล่าวทุกปี

โปรเซสเซอร์ถูกสร้างขึ้นมาอย่างไร?

ขั้นแรก คุณควรรู้คำตอบสำหรับคำถามนี้เพื่อให้คำอธิบายเพิ่มเติมชัดเจน อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ใด ๆ รวมถึง CPU ถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของแร่ธาตุที่ใช้กันมากที่สุดชนิดหนึ่ง - ผลึกซิลิคอน นอกจากนี้ยังใช้เพื่อวัตถุประสงค์เหล่านี้มานานกว่า 50 ปีแล้ว

คริสตัลได้รับการประมวลผลผ่านการพิมพ์หินเพื่อสร้างทรานซิสเตอร์แต่ละตัว ส่วนหลังเป็นองค์ประกอบพื้นฐานของชิปเนื่องจากประกอบด้วยทั้งหมด

หน้าที่ของทรานซิสเตอร์คือการบล็อกหรือส่งกระแส ขึ้นอยู่กับสถานะปัจจุบันของสนามไฟฟ้า ดังนั้นวงจรลอจิกจึงทำงานในระบบไบนารี่ กล่าวคือ อยู่ในสองตำแหน่ง - เปิดและปิด ซึ่งหมายความว่าพวกมันส่งพลังงาน (เชิงตรรกะ) หรือทำหน้าที่เป็นฉนวน (ศูนย์) เมื่อเปลี่ยนทรานซิสเตอร์ใน CPU จะทำการคำนวณ

ตอนนี้เกี่ยวกับสิ่งสำคัญ

โดยทั่วไป กระบวนการทางเทคโนโลยีหมายถึงขนาดของทรานซิสเตอร์

มันหมายความว่าอะไร? กลับมาสู่การผลิตโปรเซสเซอร์อีกครั้ง

วิธีที่ใช้กันมากที่สุดคือการพิมพ์หินด้วยแสง: คริสตัลถูกปกคลุมด้วยฟิล์มอิเล็กทริก และทรานซิสเตอร์จะถูกแกะสลักโดยใช้แสง เพื่อจุดประสงค์นี้ มีการใช้อุปกรณ์ออพติคัล ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วความละเอียดเป็นกระบวนการทางเทคนิค ความบางของทรานซิสเตอร์บนคริสตัลขึ้นอยู่กับค่าของมัน - ขึ้นอยู่กับความแม่นยำและความไวของอุปกรณ์

สิ่งนี้ให้อะไร?

ตามที่คุณเข้าใจ ยิ่งมีขนาดเล็กเท่าไรก็ยิ่งสามารถวางลงบนชิปได้มากขึ้นเท่านั้น สิ่งนี้ส่งผลต่อ:

การกระจายความร้อนและการใช้พลังงาน การลดขนาดขององค์ประกอบทำให้ใช้พลังงานน้อยลง ทำให้เกิดความร้อนน้อยลง ข้อได้เปรียบนี้ช่วยให้คุณสามารถติดตั้ง CPU ที่ทรงพลังในอุปกรณ์พกพาขนาดเล็ก อย่างไรก็ตาม ด้วยชิปสมัยใหม่ที่ใช้พลังงานต่ำ แท็บเล็ตและสมาร์ทโฟนจึงเก็บประจุได้นานขึ้น สำหรับพีซี การกระจายความร้อนที่ลดลงทำให้ระบบระบายความร้อนง่ายขึ้น
จำนวนช่องว่าง ในแง่หนึ่ง จะเป็นประโยชน์สำหรับผู้ผลิตในการลดกระบวนการทางเทคนิค เนื่องจากมีปริมาณผลิตภัณฑ์มากขึ้นจากชิ้นงานชิ้นเดียว จริงอยู่นี่เป็นเพียงผลลัพธ์ของการปรับแต่งกระบวนการทางเทคนิคเท่านั้นไม่ใช่การแสวงหาผลประโยชน์เพราะในทางกลับกันเพื่อลดขนาดของทรานซิสเตอร์จึงจำเป็นต้องมีอุปกรณ์ที่มีราคาแพงกว่า

ประสิทธิภาพของชิป ยิ่งมีองค์ประกอบมากเท่าไร มันก็จะทำงานเร็วขึ้นเท่านั้น ในขณะที่ขนาดทางกายภาพของมันจะยังคงเท่าเดิม

กระบวนการทางเทคโนโลยีในรูปจำนวนและตัวอย่าง

กระบวนการทางเทคโนโลยีวัดเป็นนาโนเมตร (nm) นี่คือกำลัง 10 ถึง -9 ของเมตร นั่นคือ 1 นาโนเมตรเป็นหนึ่งในพันล้านของมัน โดยเฉลี่ยแล้ว โปรเซสเซอร์สมัยใหม่ผลิตขึ้นโดยใช้เทคโนโลยีการผลิต 22 นาโนเมตร

คุณสามารถจินตนาการได้ว่ามีทรานซิสเตอร์จำนวนเท่าใดที่พอดีกับโปรเซสเซอร์ เพื่อให้ชัดเจนยิ่งขึ้น พื้นที่ตัดผมของมนุษย์สามารถรองรับองค์ประกอบได้ 2,000 ชิ้น แม้ว่าชิปจะมีขนาดเล็ก แต่ก็มีขนาดใหญ่กว่าเส้นผมอย่างเห็นได้ชัด จึงสามารถรวมทรานซิสเตอร์เกตได้หลายพันล้านเกต

ต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมอย่างแม่นยำหรือไม่? ฉันขอยกตัวอย่างบางส่วนให้คุณ:

โปรเซสเซอร์ AMD ได้แก่ Trinity, Llano, Bulldozer มีเทคโนโลยีการผลิต 32 นาโนเมตร โดยเฉพาะอย่างยิ่งพื้นที่คริสตัลของหลังคือ 315 mm2 ซึ่งเป็นที่ตั้งของทรานซิสเตอร์ 1.2 พันล้านตัว Phenom และ Athlon จากผู้ผลิตรายเดียวกันผลิตโดยใช้เทคโนโลยีการผลิต 45 นาโนเมตร กล่าวคือ มีจำนวน 904 ล้านโดยมีพื้นที่ฐาน 346 mm2

Intel มีชิปที่ใช้มาตรฐาน 22 นาโนเมตร - นี่คือตระกูล Ivy Bridge (Intel Core ix - 3xxx) เพื่อความชัดเจน: Core i7 – 3770K มีองค์ประกอบ 1.4 พันล้านองค์ประกอบ แม้ว่าขนาดแม่พิมพ์จะบางเพียง 160 มม. เท่านั้น แบรนด์เดียวกันก็มีผลิตภัณฑ์ 32 นาโนเมตรด้วย เรากำลังพูดถึง Intel Sandy Bridge (2xxx) บนพื้นที่ 216 mm2 เหมาะกับทรานซิสเตอร์ 1.16 พันล้านตัว

อย่างไรก็ตาม ทุกสิ่งที่คุณเรียนรู้เกี่ยวกับกระบวนการทางเทคนิคสำหรับอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ส่วนกลางยังนำไปใช้กับอุปกรณ์กราฟิกด้วย ตัวอย่างเช่น ค่านี้ในการ์ดวิดีโอ AMD (ATI) และ Nvidia คือ 28 นาโนเมตร

ตอนนี้คุณรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับส่วนประกอบที่สำคัญของคอมพิวเตอร์ของคุณเช่นโปรเซสเซอร์แล้ว กลับมาเพื่อรับข้อมูลเพิ่มเติม

แล้วพบกันใหม่

Intel: กระบวนการ 10 นาโนเมตรของเราจะดีที่สุดในอุตสาหกรรม

Intel ยืนยันความล่าช้าในการผลิตซีพียูจำนวนมากโดยใช้กระบวนการ 10 นาโนเมตรจนถึงช่วงครึ่งหลังของปี 2560 ผู้ผลิตชิปอ้างว่าเนื่องจากความยากลำบากในการควบคุมมาตรฐานการผลิตใหม่ จึงจำเป็นต้องขยายวงจรชีวิตของกระบวนการ CPU 14 นาโนเมตรออกไปอีกปีหนึ่ง ดังนั้นในปีหน้า Intel จะเปิดตัวโปรเซสเซอร์ Kaby Lake และ Cannonlake จะเปิดตัวในปี 2560 เท่านั้น ฝ่ายบริหารของ Intel ยอมรับว่าเนื่องจากความซับซ้อนที่เพิ่มขึ้นของการผลิตชิป กฎของมัวร์ที่มีชื่อเสียงจึงอาจได้รับการเปลี่ยนแปลง อย่างไรก็ตาม Intel ไม่มีแผนที่จะลดความซับซ้อนของคุณลักษณะของเทคโนโลยีการผลิตใหม่ซึ่งต่างจากคู่แข่งตรงที่เพื่อเร่งเวลาออกสู่ตลาด บริษัทมั่นใจว่าเทคโนโลยีการผลิต 10 นาโนเมตรจะดีที่สุดในอุตสาหกรรม

วงจรของกฎของมัวร์เพิ่มขึ้น

เมื่อกอร์ดอน มัวร์สังเกตเป็นครั้งแรกเกี่ยวกับการเพิ่มจำนวนทรานซิสเตอร์ในวงจรรวมเป็นสองเท่าในปี 1965 เขาตั้งข้อสังเกตว่าจำนวนนั้นเพิ่มขึ้นสองเท่าทุกๆ 12 เดือน ในปี 1975 เขาได้แก้ไขการสังเกตของเขาและทำนายว่าจำนวนทรานซิสเตอร์ในไมโครวงจรจะเพิ่มขึ้นสองเท่าทุกๆ สองปี ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เทคโนโลยีการผลิตและวงจรรวมมีความซับซ้อนมากจนนำไปสู่วงจรการเปลี่ยนแปลงกระบวนการที่ยาวนานขึ้น ด้วยเหตุนี้ จำนวนทรานซิสเตอร์บนชิปจึงเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าทุกๆ สองปีครึ่งหรือน้อยกว่านั้น เป็นผลให้ในความเป็นจริง Intel ถูกบังคับให้ผลิตไมโครโปรเซสเซอร์ไม่ใช่สอง แต่มีสามตระกูลที่ใช้เทคโนโลยีเดียวกัน

“การเปลี่ยนแปลงสองครั้งล่าสุดแสดงให้เห็นว่าระยะเวลาของวงจรในวันนี้คือประมาณสองปีครึ่ง” Brian Krzanich ผู้บริหารระดับสูงของ Intel กล่าวระหว่างการประชุมทางโทรศัพท์รายไตรมาสของบริษัทกับนักลงทุนและนักวิเคราะห์ทางการเงิน “ตามนี้ ในช่วงครึ่งหลังของปี 2016 เราวางแผนที่จะเปิดตัว Kaby Lake ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ 14nm รุ่นที่สามของเราซึ่งจะขึ้นอยู่กับรากฐานของสถาปัตยกรรม Skylake แต่มีการปรับปรุงประสิทธิภาพที่สำคัญ เราคาดหวังว่านวัตกรรมในแผนงานของเรานี้จะนำเสนอความสามารถใหม่ ๆ และเพิ่มความเร็วในการประมวลผล ในขณะเดียวกันก็ปูทางไปสู่การเปลี่ยนไปใช้ 10 นาโนเมตรอย่างราบรื่น”

กระบวนการทั้งหมดไม่เหมือนกัน

Intel ตั้งใจที่จะเริ่มการผลิตชิปชื่อรหัสว่า Cannonlake โดยใช้เทคโนโลยีการผลิต 10 นาโนเมตรในช่วงครึ่งหลังของปี 2560 เท่านั้น เมื่อพิจารณาจากรายงานจากแหล่งที่ไม่เป็นทางการ Samsung วางแผนที่จะเริ่มการผลิตชิปจำนวนมากโดยใช้เทคโนโลยี 10 นาโนเมตรในช่วงต้นปี 2559 ดังนั้น Samsung จึงสามารถก้าวนำหน้า Intel ในการพัฒนากระบวนการทางเทคโนโลยีขั้นสูง

ตามทฤษฎีแล้ว ความล่าช้าอาจก่อให้เกิดปัญหาสำหรับ Intel เนื่องจากอัตราการผลิตที่น้อยลงหมายถึงโอกาสในการลดการใช้พลังงานและเพิ่มประสิทธิภาพ แม้ว่าโปรเซสเซอร์ Intel จะไม่แข่งขันโดยตรงกับโปรเซสเซอร์ Apple A และ Samsung Exynos (ซึ่งเป็นสิ่งที่ Samsung ผลิตโดยใช้เทคโนโลยีล้ำสมัย) แต่อุปกรณ์ที่ใช้ Intel จะแข่งขันกับโปรเซสเซอร์ที่ใช้ชิปเหล่านั้น ด้วยเหตุนี้ เมื่อความนิยมของอุปกรณ์ดังกล่าวเพิ่มขึ้น ความนิยมในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ผลิตภัณฑ์ของ Intel ก็จะลดลง

อย่างไรก็ตาม ควรทำความเข้าใจว่า 10 นาโนเมตรเป็นเพียงชื่อของกระบวนการทางเทคโนโลยีซึ่งบ่งบอกถึงคุณลักษณะอย่างหนึ่งของมัน โดยทั่วไปกระบวนการผลิตทั้งหมดของ Intel นั้นเหนือกว่ากระบวนการผลิตของผู้ผลิตเซมิคอนดักเตอร์รายอื่นๆ ดังนั้นเทคโนโลยี FinFET ขนาด 14 นาโนเมตรและ 16 นาโนเมตรจาก Samsung, GlobalFoundries และ TSMC แม้ว่าจะใช้ทรานซิสเตอร์ขนาดเล็กกว่า แต่ก็ใช้การเชื่อมต่อระหว่างกันจากเทคโนโลยีกระบวนการ 20 นาโนเมตร ดังนั้นขนาดของชิปที่ผลิตโดยใช้เทคโนโลยี 14LPE และ CLN16FF จึงไม่แตกต่างจากชิปที่ผลิตโดยใช้กระบวนการขั้นสูงน้อยกว่า ซึ่งไม่ได้ทำให้สามารถเพิ่มงบประมาณทรานซิสเตอร์ได้อย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับรุ่นก่อน

เมื่อเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีการผลิตชิปจากผู้ผลิตเซมิคอนดักเตอร์รายอื่น กระบวนการผลิตใหม่ของ Intel นั้นเหนือกว่ารุ่นก่อนเสมอทุกประการ ดังนั้นเทคโนโลยีการประมวลผล 14 นาโนเมตรของ Intel ไม่เพียงเพิ่มศักยภาพด้านความถี่และลดการใช้พลังงาน แต่ยังเพิ่มความหนาแน่นของทรานซิสเตอร์ซึ่งทำให้สามารถรวมบล็อกการทำงานเข้ากับวงจรไมโครได้มากขึ้น

Intel: เราจะยังคงเป็นผู้นำในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์!

กรรมการบริหารของ Intel เน้นย้ำว่าบริษัทจะไม่ใช้กลอุบายทุกประเภทในการประกาศการเปลี่ยนไปใช้เทคโนโลยีการผลิต 10 นาโนเมตรอย่างเป็นทางการ เทคโนโลยีการผลิตใหม่จะลดขนาดของทั้งทรานซิสเตอร์และการเชื่อมต่อระหว่างกัน ซึ่งจะเพิ่มความหนาแน่นขององค์ประกอบสูงสุด ซึ่งช่วยลดต้นทุนของชิปต่อทรานซิสเตอร์

“เราเชื่อว่าหากคุณดูที่การปรับขนาด มันจะค่อนข้างน่าทึ่งเมื่อเทียบกับสิ่งที่เป็นเรื่องปกติเมื่อย้ายจากกระบวนการหนึ่งไปยังอีกกระบวนการหนึ่ง” นาย Krzanich กล่าว “ฉันจะไม่ให้ตัวเลขที่แน่นอนแก่คุณตอนนี้ แต่เราเชื่อว่าหากเรารวม [นวัตกรรมเทคโนโลยี 10 นาโนเมตร] ทั้งหมดเข้าด้วยกัน ตำแหน่งผู้นำของเรา [ในอุตสาหกรรม] จะไม่เปลี่ยนแปลง แม้ว่าจะมีความล่าช้า [ในการจัดส่งชิป] ก็ตาม”

ที่อินเทล แมนูแฟคเจอริ่ง คอมเพล็กซ์

หัวหน้าของ Intel ไม่ได้เปิดเผยรายละเอียดมากมายเกี่ยวกับกระบวนการทางเทคโนโลยี 10 นาโนเมตร รวมถึงสาเหตุที่แท้จริงของความล่าช้าในการเริ่มใช้งาน อย่างไรก็ตาม เขาบอกเป็นนัยว่าเทคโนโลยีการผลิตใหม่นี้ใช้ทรานซิสเตอร์ประตูแนวตั้ง (FinFETs) ที่ "ได้รับการปรับปรุง" เช่นเดียวกับการพิมพ์หินแบบจุ่มหลายรูปแบบ

“แต่ละ [กระบวนการทางเทคนิค] มีสูตรความซับซ้อนและความยากลำบากของตัวเอง” นาย Krzanich อธิบาย “ปัญหาเกี่ยวกับการเปลี่ยนจาก 14 นาโนเมตรเป็น 10 นาโนเมตรนั้นใกล้เคียงกับปัญหาการเปลี่ยนจาก 22 นาโนเมตรเป็น 14 นาโนเมตร [Immersion] การพิมพ์หินด้วยแสงกลายเป็นเรื่องยากที่จะใช้งานมากขึ้น เนื่องจากขนาดของชิปมีขนาดเล็กลง จำนวนครั้งในการผ่านเมื่อใช้หลายรูปแบบเพิ่มขึ้น”

Intel: เราจะปล่อย Cannonlake หลายล้านตัวในปีแรก

ไม่มีความลับใดที่กระบวนการเข้าสู่ตลาดชิป Broadwell ใช้เวลานานหลายเดือนและปริมาณการผลิตเริ่มต้นของ Core M (Broadwell) ที่ใช้เทคโนโลยี 14 นาโนเมตรยังไม่เพียงพอ Intel สัญญาว่าปีพิเศษนี้จะช่วยให้วิศวกรขัดเกลากระบวนการ 10 นาโนเมตรเพื่อเปิดตัวชิป Cannonlake ใหม่สู่การผลิตจำนวนมากอย่างรวดเร็ว

“ในช่วงครึ่งหลังของปี 2560 เราจะเริ่มการผลิตโปรเซสเซอร์ 10 นาโนเมตรตัวแรกซึ่งมีชื่อรหัสว่า Cannonlake” นาย Krzanich กล่าว “เมื่อเราพูดถึงช่วงครึ่งหลังของปี 2560 เรากำลังพูดถึงจำนวนหลายล้านหน่วยและปริมาณมาก”

เวเฟอร์ 300 มม. พร้อมชิป Intel

Intel: วงจรการติ๊กต็อกอาจกลับมาอีกครั้ง

Intel กล่าวว่าแม้ว่าเวลาของการใช้กระบวนการทางเทคโนโลยีเดียวสำหรับการผลิตไมโครโปรเซสเซอร์จะขยายออกไปเป็นเวลาสองปีครึ่งถึงสามปีแล้ว แต่ บริษัท จะพยายามกลับไปสู่รูปแบบ "ติ๊กต็อก" ซึ่งมีวงจรประมาณสอง ปี. มีความเป็นไปได้ค่อนข้างมากที่การกลับมาของ "ติ๊กต็อก" จะต้องเปลี่ยนไปใช้การพิมพ์หินด้วยแสงในรังสีอัลตราไวโอเลตระดับลึก (การพิมพ์หินอัลตราไวโอเลตขั้นรุนแรง, EUV) หากใช้เทคโนโลยีการผลิต 10 นาโนเมตรเป็นเวลาสามปี ภายในปี 2563 เครื่องสแกน EUV อาจเป็นไปได้ในเชิงเศรษฐกิจสำหรับการผลิตชิปโดยใช้เทคโนโลยีการผลิต 7 นาโนเมตร

ควรสังเกตว่าวงจรเทคโนโลยีที่ยาวขึ้นยังหมายถึงการยืดวงจรสถาปัตยกรรมจุลภาคให้ยาวขึ้นด้วย: ตอนนี้สถาปัตยกรรมไมโครพื้นฐานหนึ่งสถาปัตยกรรมจะถูกนำมาใช้กับโปรเซสเซอร์สามรุ่นภายในสามปี วิธีที่ Intel วางแผนที่จะเพิ่มประสิทธิภาพในแต่ละรุ่นและความเร็วของโปรเซสเซอร์ที่เพิ่มขึ้นในแต่ละปีจะมีนัยสำคัญเพียงใด มีเพียงเวลาเท่านั้นที่จะบอกได้

หากคุณสังเกตเห็นข้อผิดพลาด ให้ไฮไลต์ด้วยเมาส์แล้วกด CTRL+ENTER

3dnews.ru

การต่อสู้เพื่อนาโนเมตร: เหตุใดผู้ผลิตจึงลดกระบวนการทางเทคนิคลง

ตั้งแต่ปี 1965 เราได้ทราบสิ่งที่เรียกว่ากฎของมัวร์: “จำนวนทรานซิสเตอร์ที่วางบนชิปวงจรรวมเพิ่มขึ้นสองเท่าทุกๆ 24 เดือน ซึ่งนำไปสู่เทคโนโลยีใหม่ๆ ผลผลิตที่เพิ่มขึ้น และความก้าวหน้าทางอิเล็กทรอนิกส์” เมื่อนำเสนอกฎหมายนี้ต่อสาธารณะ หนึ่งในบรรพบุรุษของ Intel ไม่สามารถจินตนาการได้ว่าวิศวกรจะสามารถปฏิบัติตามกฎหมายนี้ได้ตราบเท่าที่ห้าสิบปี เขานึกไม่ถึงว่าในปี 2014 ความยากลำบากในการปฏิบัติตามกฎหมายนี้จะเริ่มต้นที่ Intel เอง ท้ายที่สุดแล้ว ในการเพิ่มจำนวนทรานซิสเตอร์ในโปรเซสเซอร์ จำเป็นต้องลดกระบวนการผลิตทางเทคนิคลง พูดง่ายๆ ก็คือ ลดขนาดทางกายภาพของทรานซิสเตอร์และเพิ่มความหนาแน่น ในขณะนี้ขนาดที่เชี่ยวชาญถือได้ว่าเป็น 22 นาโนเมตรซึ่งเป็นขนาดของทรานซิสเตอร์ในโปรเซสเซอร์ Intel Haswell ดูเหมือนว่าการลดลงนำมาซึ่งปัญหาเท่านั้น เช่น มาตรฐานความสะอาดของห้องที่เข้มงวดมากขึ้น การสร้างเทมเพลตสำหรับการพิมพ์หินยากขึ้น เอฟเฟกต์ควอนตัมเริ่มมีอิทธิพล และควบคุมคุณภาพได้ยากขึ้น แต่ไม่มีผู้ผลิตที่ประสบความสำเร็จเพียงรายเดียวที่จะประสบปัญหาดังกล่าวหากไม่เกี่ยวกับการลดต้นทุนการผลิตและการแข่งขัน ดังนั้นจึงสามารถระบุเหตุผลหลายประการสำหรับการเปลี่ยนไปใช้กระบวนการทางเทคนิคที่ละเอียดอ่อนมากขึ้น

ประการแรก: ผลกระทบที่เกี่ยวข้องกับความยาวคลื่นของแสงและความถี่ของสัญญาณ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมด (และไม่เพียงเท่านั้น) สร้างขึ้นจากนามธรรมและความเรียบง่าย เพื่อให้สามารถรวมองค์ประกอบต่างๆ ได้อย่างปลอดภัยโดยไม่ต้องทำการวิเคราะห์ทั้งหมดอีกครั้ง องค์ประกอบต่างๆ จะต้องเป็นไปตามหลักการของการซ้อนทับ เพื่อให้หลักการซ้อนทับเป็นจริง สเกลสัญญาณจะต้องมีขนาดใหญ่กว่าความล่าช้าในการแพร่กระจายสัญญาณในวงจรอย่างมาก นั่นคือที่ความถี่ 3 GHz เมื่อทราบความเร็วแสงเราพบว่าขนาดของวงจรควรน้อยกว่า 10 ซม. อย่างมาก อย่างมีนัยสำคัญ - นี่หมายถึง 3-4 ครั้ง

ประการที่สอง: การใช้พลังงานและการกระจายความร้อน ยิ่งองค์ประกอบมีขนาดเล็กลง พลังงานก็จะยิ่งสิ้นเปลืองและสร้างความร้อนน้อยลงเท่านั้น ทำให้สามารถใช้โปรเซสเซอร์ที่ทรงพลังในอุปกรณ์ที่มีขนาดกะทัดรัดเป็นพิเศษได้ จริงอยู่ที่เมื่อขนาดของทรานซิสเตอร์ลดลงความยากลำบากในการกำจัดความร้อนก็เพิ่มขึ้นดังนั้นข้อดีและข้อเสียจึงได้รับการชดเชยอย่างเห็นได้ชัด

ประการที่สาม: ทรานซิสเตอร์ซึ่งประกอบขึ้นเป็นมากกว่าโปรเซสเซอร์สมัยใหม่ทั้งหมด ไม่ได้เป็นเพียงสวิตช์ควบคุมแรงดันไฟฟ้าเท่านั้น เนื่องจากโครงสร้างของมัน มันจึงเป็นตัวเก็บประจุขนาดเล็กด้วย ซึ่งความจุจะคำนวณเป็นเฟมโตฟารัด แต่ก็ยังไม่เป็นศูนย์ ตัวเก็บประจุแต่ละตัวทำให้เกิดความล่าช้าเล็กน้อยในการแพร่กระจายของสัญญาณดิจิตอล ซึ่งจะเพิ่มขึ้นตามจำนวนส่วนประกอบที่เชื่อมต่อเพิ่มขึ้น เป็นผลให้ที่เอาต์พุตแทนที่จะเป็นพัลส์สี่เหลี่ยมเราจะได้สิ่งนี้:

ประการที่สี่: การลดต้นทุนการผลิต ในความคิดของฉันนี่เป็นเหตุผลสำคัญ โปรเซสเซอร์แต่ละตัวเติบโตบนเวเฟอร์ซึ่งมีอยู่มากมาย ยิ่งพื้นที่ของชิปแต่ละตัว (โปรเซสเซอร์) มีขนาดเล็กลงเท่าไรก็ยิ่งสามารถวางลงบนเวเฟอร์ตัวเดียวได้มากขึ้นและกำไรก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น แต่นี่เป็นเพียงผลสืบเนื่องมาจากการลดกระบวนการทางเทคนิค ดังนั้นจึงอาจผิดที่จะกล่าวว่าผู้ผลิตกำลังพยายามติดตั้งโปรเซสเซอร์เพิ่มเติมบนพื้นผิวซิลิคอนตัวเดียวโดยเฉพาะ

สำหรับฉันดูเหมือนว่าผู้ผลิตจะยอมรับอย่างรวดเร็วว่ากฎของมัวร์เป็นเรื่องไร้สาระและจะหยุดลดทุกอย่างลง ท้ายที่สุดแล้ว การลดกระบวนการทางเทคนิคทำให้มีโปรเซสเซอร์ที่ถูกปฏิเสธจำนวนมาก ไม่น่าเชื่อว่าความผันผวนเพียงเล็กน้อยในเปลือกโลกซึ่งมนุษย์มองไม่เห็นเท่านั้นที่สามารถทำให้จำนวนโปรเซสเซอร์ที่ไม่สามารถใช้งานได้ถึง 80%! นี่คือจุดที่ความเข้าใจเกี่ยวกับราคาที่ค่อนข้างสูงสำหรับโปรเซสเซอร์เข้ามามีบทบาท วัสดุที่ซับซ้อน อุปกรณ์ล้ำสมัย พนักงานนักวิทยาศาสตร์จำนวนมาก และปัญหาอื่นๆ ไม่ได้หยุดผู้ผลิตที่ต้องการลดกระบวนการทางเทคนิค ทำไมจะไม่ล่ะ? ท้ายที่สุดแล้วมันคุ้มค่าอย่างแน่นอน Intel ให้คำมั่นสัญญามานานแล้วว่าจะสร้างโรงงานบนดวงจันทร์ เนื่องจากมีแรงโน้มถ่วงต่ำ ไม่มีแผ่นดินไหว และคุณสามารถลดกระบวนการทางเทคโนโลยีลงเหลือเพียงอะตอมได้!

วิธีการกู้คืนข้อมูลจากฮาร์ดไดรฟ์หลังจากการฟอร์แมต

ค่าตัวเลขของกระบวนการทางเทคนิคหมายถึงอะไร?

กระบวนการทางเทคนิคส่งผลกระทบอย่างไร?

การลดกระบวนการทางเทคนิคให้ประโยชน์อะไร?

เทคโนโลยีโปรเซสเซอร์บนสมาร์ทโฟน

คุณจะชอบ:

วิธีถ่ายภาพหน้าจอบน iPhone 7
สมาร์ทโฟนมีเซ็นเซอร์ประเภทใดบ้าง?

ในความคาดหมายที่จะเปิดตัวกระบวนการและการ์ดแสดงผลรุ่นใหม่จาก AMD และ NVIDIA มันคุ้มค่าที่จะตรวจสอบคุณสมบัติที่สำคัญของชิปเช่นเดียวกับกระบวนการทางเทคโนโลยีของการผลิต ตั้งแต่ปี 2015 Intel ได้รับความสนใจจากโปรเซสเซอร์ที่ใช้เทคโนโลยีการผลิต 14 นาโนเมตร ในขณะที่ AMD และ NVIDA ใช้เทคโนโลยีการผลิตที่ล้าสมัยแล้ว 28 นาโนเมตร จากบทความของเราคุณจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับ กระบวนการผลิตชิปคืออะไร?และเขา ส่งผลกระทบต่อคุณสมบัติหลักของ CPU/GPUและค้นหาคำตอบของคำถามด้วย: “อันไหนดีกว่า: ซื้อตอนนี้หรือรอรุ่นใหม่”

การแนะนำ

AMD เลือก 14 นาโนเมตรจาก GlobalFoundries และ Samsung สำหรับ Polaris GPU และ Zen CPU ซึ่งเล็กกว่า 16 นาโนเมตรของ NVIDIA จาก TSMC และคุณสามารถอ่านเกี่ยวกับเทคโนโลยีของบริษัทเหล่านี้ได้ที่ลิงก์ที่เหมาะสม: , .

ควรสังเกตล่วงหน้าว่ารายละเอียดปลีกย่อยทั้งหมดของการผลิตทรานซิสเตอร์จะไม่ถูกกล่าวถึงที่นี่ คุณจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับความสำคัญของกระบวนการทางเทคนิคที่ละเอียดอ่อนมากขึ้นที่นี่

กระบวนการทางเทคนิคคืออะไร?

โดยทั่วไป กระบวนการทางเทคนิคในการผลิตวงจรเซมิคอนดักเตอร์เกี่ยวข้องกับลำดับของการดำเนินการทางเทคโนโลยีและการควบคุมต่างๆ แต่ทำไมในคอลัมน์กระบวนการทางเทคนิคถึงมีตัวเลขเขียนเป็นนาโนเมตร? เพียงแต่ว่าอุปกรณ์ถ่ายภาพหินที่ใช้ในการผลิตทรานซิสเตอร์มีความละเอียดเท่านั้น เพื่อให้เข้าใจได้ดีขึ้น เราขอแนะนำให้คุณดูวิดีโอนี้:

เมื่อเวลาผ่านไป กระบวนการนี้มีการปรับปรุงเชิงวิวัฒนาการ ซึ่งช่วยให้เรายังคงปฏิบัติตามกฎของมัวร์ได้

ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจ: Intel Pentium มีกระบวนการผลิต 800 นาโนเมตร ซึ่งตามมาตรฐานสมัยใหม่ดูเหมือนว่าจะมีจำนวนมากอย่างเหลือเชื่อ! และมีทรานซิสเตอร์เพียง 3.1 ล้านตัว (Intel Core i7-5960X มี 14 nm และ 2.6 พันล้านทรานซิสเตอร์)

กระบวนการทางเทคนิคส่งผลกระทบอย่างไร?

ไม่ใช่เพื่อสิ่งใดที่ผู้ผลิตมีความภาคภูมิใจในระดับใหม่ของกระบวนการทางเทคโนโลยีนี้ ท้ายที่สุดแล้วมันให้ผลประโยชน์ที่จับต้องได้:

การลดลงของทรานซิสเตอร์เองนำไปสู่การเพิ่มจำนวนต่อหน่วยพื้นที่และการเพิ่มขึ้นนี้ทำให้สามารถวางทรานซิสเตอร์จำนวนมากขึ้นบนพื้นผิวซึ่งเพิ่มประสิทธิภาพโดยการขยายจำนวนหน่วยประมวลผลหรือลดพื้นที่ของ ตัววัสดุพิมพ์เองในขณะที่ยังคงรักษาจำนวนทรานซิสเตอร์เท่าเดิม
ทรานซิสเตอร์ที่มีขนาดเล็กลงช่วยลดการสร้างความร้อนและการใช้พลังงาน สิ่งนี้ช่วยให้คุณเพิ่มความถี่และจำนวนแกนประมวลผลโดยไม่กระทบต่อการกระจายความร้อนหรือเพียงแค่ลดการใช้พลังงาน ซึ่งสะดวกเป็นพิเศษสำหรับแล็ปท็อป
ทรานซิสเตอร์ FinFET มักใช้ร่วมกับเทคโนโลยีการผลิต 14 นาโนเมตร เหล่านี้เป็นทรานซิสเตอร์ที่มีเกทรูปครีบสามมิติ ซึ่งช่วยให้ทรานซิสเตอร์มีขนาดเล็กลง และลดการสูญเสียและความล่าช้าในปัจจุบัน มีหลายประเภท แต่จะไม่มีการกล่าวถึงที่นี่ ดังนั้นหากคุณสนใจ ไปที่นี่
การเปลี่ยนมาใช้กระบวนการทางเทคโนโลยีใหม่ต้องใช้อุปกรณ์ใหม่ซึ่งเป็นการดำเนินการที่มีราคาแพง สิ่งนี้ส่งผลต่อราคาของโปรเซสเซอร์เป็นหลัก
การเปลี่ยนไปสู่ขั้นตอนใหม่จะไม่เกิดขึ้นทันที เทคโนโลยีจำเป็นต้องได้รับการทดสอบ ดังนั้น ชิปตัวแรกที่ใช้กระบวนการทางเทคโนโลยีใหม่อาจไม่ผลิตในครั้งแรก (ส่งผลต่อราคา) ความซับซ้อนนี้เพิ่มขึ้นเป็นพิเศษเมื่อพื้นที่ชิปเพิ่มขึ้นซึ่งไม่อนุญาตให้ทันทีหลังจากการนำเสนอกระบวนการทางเทคโนโลยีใหม่ในการ "ปั้น" ชิปมัลติคอร์ที่รวดเร็วพร้อมพื้นที่ชิปขนาดใหญ่ สิ่งนี้ใช้ได้กับชิปวิดีโอระดับบนซึ่งสามารถใช้ทรานซิสเตอร์ได้มากถึง 12 พันล้านตัว!

แล้วคุณควรคาดหวังอะไรล่ะ?

หากคุณลองคิดดูปรากฎว่าในปีนี้หรือปีหน้าคุณควรคาดหวังว่าประสิทธิภาพการใช้พลังงานจะก้าวกระโดดอย่างมากซึ่งจะช่วยให้คุณเพิ่มความถี่ของชิประดับบนและลดความต้องการในการระบายความร้อนของชิปราคาถูก

โดยการ์ดจอ

โดยโปรเซสเซอร์

สำหรับโปรเซสเซอร์ AMD สัญญาว่าจะเพิ่มประสิทธิภาพต่อนาฬิกา 40% ซึ่งรับประกันการแข่งขันที่ดีกับ Intel ซึ่งขี้เกียจเมื่อเร็ว ๆ นี้ การเพิ่มขึ้น 5% ใน Skylake ทำให้แฟน ๆ หลายคนไม่พอใจ นอกจากนี้ ด้วยเทคโนโลยีกระบวนการที่ก้าวกระโดดเช่นนี้ ในที่สุด Zen ก็สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานของ Intel ได้อย่างแท้จริง 28 นาโนเมตรแบบเก่าไม่สามารถแข่งขันในพารามิเตอร์นี้ได้

เป็นที่ทราบกันดีในปัจจุบันว่าโปรเซสเซอร์ Zen จะไม่แทนที่ FX และ Opteron ชิปเหล่านี้จะไม่มีการผลิตเกินปี 2559

มีความหวังค่อนข้างสูงสำหรับสถาปัตยกรรมไมโครของ Zen เนื่องจาก Jim Keller มีส่วนช่วยในการพัฒนา เขาเป็นที่รู้จักในฐานะนักพัฒนาที่สร้าง DEC Alpha 64-bit RISC ซึ่งต่อมาทำให้เกิด AMD K7 เขาสร้างสถาปัตยกรรม AMD K8 หลังจากนั้นเขาก็ออกจาก AMD ในปี 1999 ตอนนี้หลังจากกลับมาในปี 2012 เขาก็กำลังจะอำลาหงส์แดงอีกครั้ง

โปรดยกโทษให้เราสำหรับการท่องประวัติศาสตร์สั้น ๆ อาจมีบางคนสนใจหัวข้อนี้

ข้อสรุป

กระบวนการผลิตชิปมีผลกระทบอย่างมากต่อพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น การใช้พลังงาน จำนวนทรานซิสเตอร์ และส่งผลทางอ้อมต่อประสิทธิภาพการทำงาน

นอกเหนือจากการอัพเกรดกระบวนการทางเทคโนโลยีแล้ว AMD และ NVIDIA ยังสาธิตสถาปัตยกรรมใหม่ๆ อีกด้วย ซึ่งเมื่อร่วมมือกันจะทำให้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพและประสิทธิภาพด้านพลังงานได้อย่างก้าวกระโดด

ดังนั้นหากคุณถูกทรมานด้วยคำถามที่ว่าคุณควรรอจนกว่าการ์ดแสดงผลและโปรเซสเซอร์ใหม่ออกหรือซื้อที่นี่หรือไม่ และตอนนี้เรามีแนวโน้มไปที่ตัวเลือกที่สอง ข้อยกเว้นอาจเป็นกรณีของการ์ดแสดงผลที่ทรงพลังที่สุด เนื่องจากเนื่องจากพื้นที่ชิปขนาดใหญ่ การ์ดแสดงผลจึงอาจล่าช้า

สัปดาห์นี้มีการประชุมตัวแทนของบริษัทต่างๆ ที่ใช้แพ็คเกจการออกแบบ Synopsys ในการออกแบบ รายงานนี้จัดทำขึ้นเพื่อแก้ไขปัญหาชะตากรรมในอนาคตของอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ ประเด็นที่ชัดเจนยิ่งขึ้นคือการพิจารณาประเด็นที่เกี่ยวข้องกับการลดมาตรฐานทางเทคโนโลยีเพิ่มเติม เราได้ยินมาว่าผู้ผลิตเช่น TSMC กำลังวางแผนที่จะเริ่มสร้างโรงงานในปีนี้เพื่อผลิตชิป 3 นาโนเมตร ตามที่ได้รับรายงานว่ากำลังพัฒนาต้นแบบของทรานซิสเตอร์ 2 นาโนเมตร ปัญหาคือผลกระทบทางเศรษฐกิจและผลกระทบอื่น ๆ ของการลดมาตรฐานทางเทคโนโลยีจะหายไปเร็วกว่าขนาดขององค์ประกอบบนชิปที่ลดลง และสิ่งดี ๆ ทั้งหมดสามารถหยุดได้ในขั้นตอนของการเปิดตัวชิป 5 นาโนเมตร ไม่ต้องพูดถึงการเปิดตัวโซลูชันที่มีมาตรฐานต่ำกว่า

การโฆษณา

ดังนั้นตัวแทนของ Qualcomm กล่าวว่าเมื่อเปลี่ยนจากการผลิต 10 นาโนเมตรเป็น 7 นาโนเมตร ความเร็วในการเปลี่ยนทรานซิสเตอร์ที่เพิ่มขึ้นอาจลดลงจากที่เพิ่มขึ้น 16% ก่อนหน้านี้เป็นระดับต่ำสุด การประหยัดการบริโภคจากการเพิ่ม 30% จะลดลงเหลือ 10-25% และการลดพื้นที่ชิปจะลดลงจาก 37% เป็น 20-30% เมื่อเปลี่ยนไปใช้ 5 นาโนเมตร พื้นที่จะลดลงต่อไปตามระดับที่ดี แต่ในแง่ของประสิทธิภาพและประโยชน์ในการใช้งานยังไม่เป็นที่แน่ชัด นอกจากนี้โครงสร้างในรูปของทรานซิสเตอร์ FinFET จะหยุดทำงานโดยสิ้นเชิงตามมาตรฐานเทคโนโลยี 3.5 นาโนเมตร ดังนั้นโดยเฉพาะอย่างยิ่ง Samsung จึงเตรียมที่จะใช้เกตในรูปแบบของตัวนำนาโนที่ล้อมรอบในแนวนอน (แบนหรือกลม) ภายในกรอบของกระบวนการ 4 นาโนเมตรภายในสองปี

เราพูดถึงคุณสมบัติหลักประการหนึ่งของชิปเซ็ตมือถือ

โปรเซสเซอร์ของสมาร์ทโฟนสมัยใหม่เป็นกลไกที่ซับซ้อนซึ่งมีส่วนประกอบนับพันรายการ ตัวบ่งชี้เช่นความถี่และจำนวนคอร์จะค่อยๆสูญเสียความหมายและถูกแทนที่ด้วยแนวคิดของกระบวนการทางเทคนิคซึ่งระบุลักษณะประสิทธิภาพและประสิทธิภาพการใช้พลังงานของโปรเซสเซอร์

กระบวนการทางเทคนิคคืออะไร?

โปรเซสเซอร์ประกอบด้วยทรานซิสเตอร์หลายพันตัวที่อนุญาตหรือปิดกั้นกระแสไฟฟ้า ทำให้วงจรลอจิกทำงานในระบบไบนารี่ได้ ด้วยการลดขนาดของทรานซิสเตอร์และระยะห่างระหว่างกัน ผู้ผลิตจึงได้รับประสิทธิภาพการผลิตที่มากขึ้นจากชิปเซ็ต

ทรานซิสเตอร์ขนาดเล็กใช้พลังงานน้อยลงโดยไม่ทำให้ประสิทธิภาพลดลง แม้ว่าขนาดของทรานซิสเตอร์จะไม่ส่งผลโดยตรงต่อกำลัง แต่พารามิเตอร์นี้ควรถือเป็นลักษณะหนึ่งที่ส่งผลต่อความเร็วของงานให้เสร็จเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงการออกแบบในการทำงานของอุปกรณ์ ขนาดของทรานซิสเตอร์เป็นตัวกำหนดลักษณะกระบวนการทางเทคนิคของโปรเซสเซอร์เป็นหลัก

ด้วยการลดระยะห่างระหว่างส่วนประกอบของโปรเซสเซอร์ ปริมาณพลังงานที่จำเป็นสำหรับการโต้ตอบก็ลดลงเช่นกัน ด้วยเหตุนี้ ชิปที่มีกระบวนการทางเทคโนโลยีต่ำกว่าจึงมีความเป็นอิสระมากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับชิปที่มีกระบวนการทางเทคโนโลยีที่สูงกว่า ไม่เหมือนกับพารามิเตอร์สมาร์ทโฟนส่วนใหญ่ ยิ่งตัวเลขที่แสดงถึงกระบวนการทางเทคนิคยิ่งน้อยก็ยิ่งดีเท่านั้น ในกรณีของเรา นี่คือนาโนเมตร (nm)

การพัฒนากระบวนการทางเทคโนโลยีในสมาร์ทโฟน

ในสมาร์ทโฟน Android เครื่องแรก HTC Dream (2008) โปรเซสเซอร์ทำงานบนชิปเซ็ต 65 นาโนเมตร ในโมเดลงบประมาณกลางปัจจุบัน พารามิเตอร์นี้จะแตกต่างกันไประหว่าง 28-14 นาโนเมตร สมาร์ทโฟนเรือธงและสมาร์ทโฟนสำหรับเล่นเกมมักจะมาพร้อมกับโปรเซสเซอร์ 14 และแม้แต่ 10 นาโนเมตร ดังนั้นจึงทรงพลัง ประหยัดพลังงาน และเสี่ยงต่อความร้อนน้อยกว่า เมื่อพิจารณาว่าการพัฒนาเทคโนโลยีมุ่งเน้นไปที่การเรียนรู้ของเครื่องและปัญญาประดิษฐ์ เพื่อให้บรรลุประสิทธิภาพที่สูงขึ้น กระบวนการทางเทคนิคมักจะลดลงเหลือ 5 และจากนั้นเหลือ 1 นาโนเมตร

เมื่อเลือกสมาร์ทโฟน สิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาไม่เพียงแต่จำนวนคอร์และความเร็วสัญญาณนาฬิกาเท่านั้น แต่ยังต้องคำนึงถึงกระบวนการทางเทคนิคด้วย เป็นพารามิเตอร์นี้ที่จะระบุความเกี่ยวข้องของชิปเซ็ตประสิทธิภาพแนวโน้มที่จะร้อนเกินไปและความเป็นอิสระทางอ้อม ปัจจุบันอุปกรณ์ในกลุ่มราคากลางได้รับการติดตั้งโปรเซสเซอร์ 14 นาโนเมตรแล้ว ซึ่งในขณะนี้เรียกได้ว่าเป็นโซลูชันที่เกี่ยวข้องและสมดุลสำหรับสมาร์ทโฟนสมัยใหม่ทุกรุ่น