Fala-se muito sobre novos processos de fabricação de CPU. Não muito tempo atrás, falava-se de 10nm e 7nm. O último "nm" a entrar no jogo é o 5nm, que já está em uso em alguns dispositivos e chegará aos PCs em um futuro próximo.
Os novos designs de 5 nm, como outros processos de fabricação anteriores, prometem melhor eficiência de energia e desempenho mais rápido e geralmente impulsionam a tecnologia da CPU. No entanto, antes de entrarmos em tudo isso, vamos falar sobre o que significa um novo processo de fabricação e a transição para um novo nó de processo.
índice
- O que significa um novo nó de processo?
- Então, o que é "nm"?
- Quando veremos chips de 5nm?
- 5nm: o resultado final
O que significa um novo nó de processo?
Em essência, mudar para um novo processo significa mudar a forma como um processador é feito. Normalmente, isso significa encolher os transistores, permitindo que as empresas coloquem mais em uma determinada área de silício. Densidade do transistor é o nome do jogo para melhorar um processador. Quanto mais transistores ele tiver, mais cálculos um processador pode fazer e, portanto, mais poderoso ele pode ser.
Este é o significado da famosa Lei de Moore. Embora não seja uma verdadeira lei científica, mas sim uma observação, a Lei de Moore exigia que o número de transistores em um circuito integrado dobrasse aproximadamente a cada dois anos.
Para expressar o conceito de um nó de processo aprimorado, as empresas usam a nomenclatura 'nm'. A Intel, por exemplo, usa CPUs de 14 nm para seus computadores desktop e vem fazendo isso desde 2014. Em vez de se concentrar em novos nós de processo para seus processadores de desktop, a empresa se concentrou em tornar os projetos de 14 nm mais acessíveis, mais eficientes e poderosos. Desde então, essa abordagem atingiu um muro, mas durante anos significou mais núcleos com velocidades mais altas, melhorando a arquitetura da CPU, em vez de mudanças substanciais no processo de produção.
Enquanto isso, a AMD mudou para novos nós para seus processadores Ryzen. A série Ryzen 1000 começou em 14 nm, quatro anos depois, a série Ryzen 5000 mudou para uma versão aprimorada de 7 nm, com os olhos em 5 nm para uma nova geração em 2022.
Essa diferença se deve a vários fatores além do escopo deste artigo. Em suma, no entanto, a Intel fabrica suas próprias CPUs e tem favorecido uma abordagem "monolítica" para o design e a fabricação da CPU há anos. A AMD projeta seus próprios processadores não monolíticos, mas terceiriza a criação de novos processos de fabricação e fabricação para a TSMC, uma empresa com sede em Taiwan que também fabrica para empresas como Apple, Arm, Nvidia e outras.
No entanto, os novos processos e seus respectivos números 'nm' não se traduzem entre as empresas. Você não pode dizer, por exemplo, que um processador Intel de 10nm será mais lento que um processador AMD de 7nm. Isso se deve em parte ao fato de que "nm" não é um padrão universal para comparar processadores concorrentes.
Então, o que é "nm"?
fotógrafos / Shutterstock
O termo "nm" significa nanômetro, uma pequena medida que é um bilionésimo de um metro. Y minúsculo , e houve um tempo em que os nós de computação eram medidos em nanômetros reais. Ele normalmente define o tamanho do comprimento da porta de um transistor e meio passo de metal (metade da distância entre o início de uma interconexão de metal e a próxima em um chip), ambos do mesmo tamanho. No entanto, essa realidade foi interrompida na década de 1990, e a medida "nm" não passou de um termo de marketing desde então.
Uma nova dimensão "nm" indica que houve uma melhoria significativa na tecnologia de fabricação, mas não tem nada a ver com uma medição específica que você pode fazer no próprio processador.
É por isso que, por exemplo, muitos críticos dizem que o nó de 10 nm da Intel, que atualmente usa em laptops para famílias de CPU como Tiger Lake e Ice Lake, é comparável ao nó de 7 nm da TSMC.
Então, por que "nm" ainda é usado? Basicamente inércia. Isso é o que as empresas de tecnologia sempre fizeram, então continuam fazendo.
Existem outras ideias para diferentes convenções de nomenclatura, conforme relatado pelo IEEE Spectrum. Uma abordagem é passar algo chamado métrica LMC que expressa a densidade da lógica, memória e interconexões em um determinado processador. Depois, surge a ideia de usar um número GMT (Gate Pitch, Metal Pitch, Levels), que remete a medidas básicas de CPU como gate e metal pitch (não meio-tom), além de indicar quantas camadas uma CPU possui. : CPUs futuras podem usar a tecnologia de empilhamento para melhorar o desempenho.
No entanto, apesar das pressões para mudar as convenções de nomenclatura, os fabricantes de chips estão se concentrando no esquema de nomenclatura "nm" por enquanto.
Quando veremos chips de 5nm?
Nova York Russ/Shutterstock
Se você tem um iPhone 12, já viu processadores de 5nm e o mesmo vale para a família iPhone 13. A Qualcomm também possui vários processadores de 5nm, incluindo o Snapdragon 780G e o Snapdragon 888. Este último processador é usado no OnePlus 9 e outros . A família de telefones Samsung Galaxy S21 também usa um processador de 5 nm, o Samsung Exynos 2100.
Quanto aos PCs, espera-se que a AMD use o processo de 5nm da TSMC para uma nova geração de processadores de desktop Ryzen em 2022.
Os processadores Intel 5nm também estarão chegando, mas levará algum tempo. Espera-se que os processadores de desktop da empresa passem de 14 nm para 10 nm com Alder Lake no final de 2021 ou início de 2022. Em seguida, um processo de 7 nm é esperado no final de 2022 ou 2023 e, em 2024, pode haver um processador Intel de 5 nm. Esse cronograma pode mudar, mas agora é praticamente o que os observadores da Intel esperam ver.
Curiosamente, de acordo com a Intel, seus processadores de 5nm devem ser os primeiros a abandonar a noção de "nm" optando por 20A (A como em Angstrom). No entanto, como "nm", a era Angstrom da Intel também é sobre terminologia de marketing e não uma referência a medições reais.
5nm: o resultado final
Embora os processadores de 5 nm já estejam aqui na forma móvel e em breve chegarão aos PCs, não dê muito valor ao termo além de diferenciar a melhoria em um processo de fabricação de outro dentro de uma determinada empresa.
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Na fabricação de semicondutores, o International Roadmap for Devices and Systems define o processo de 5 nm como o nó de tecnologia MOSFET que segue o nó de 7 nm.
O que significa 5nm?
Representa um bilionésimo de metro (ou um milionésimo de milímetro). Pode ser encurtado no momento da escrita com a abreviatura nm . É uma unidade de medida que é comumente usada em nanotecnologia para falar sobre certos componentes que são realmente pequenos em tamanho.
O que é um chip de 5 nanômetros?
Um nanômetro é um bilionésimo de metro, um 10 elevado a -9, para nos dar uma ideia. Para estar ciente de seu tamanho, um milhão de nanômetros cabem em um milímetro. Isso é o quão pequeno é um nanômetro.
O que significa 10nm?
O nó de 10 nanômetros ( 10 nm ) é o nó de tecnologia que segue o nó de 14 nm , e a categoria 10 nm significa chips feitos com tecnologias de processo entre 10 e 20 nanômetros.
Qual o tamanho do menor transistor?
de um átomo
Quando a Intel ainda estava trabalhando em transistores de 32 nanômetros, uma equipe internacional de cientistas da Universidade de Melbourne, Purdue e New South Wales conseguiu construir um transistor a partir de um único átomo, que tem cerca de 0,1 nanômetros.