1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

7 нм против 12: о чем говорит технологический процесс процессора

Содержание

Глава Intel рассказал о долгожданном переходе на 7-нм техпроцесс

В то время как AMD уже производит свои чипы по 7-нм техпроцессу, Intel оказалась в роли догоняющего. Даже новое десятое поколение процессоров Intel Core всё ещё будет изготовлено по нормам 14-нм технологического процесса. Пытаясь сократить отставание, компания планирует перейти на 2- или 2,5-годичный график полного обновления производства, «оживив» тем самым закон Мура.

По словам генерального директора Intel Боба Свона, они намерены вернуться к графику крупных обновлений производства каждые 2–2,5 года. Он отметил, что в настоящее время компания находится на пути к запуску первого 7-нм продукта — дискретного графического процессора Intel XE. Точной даты его выхода до сих пор нет, но корпорация ориентируется на 2021 год. Несмотря на возросший уровень конкуренции, Боб настроен оптимистично, отметив, что третий квартал 2019-го был лучшим в истории Intel с доходом в 19,2 миллиарда долларов. В связи с этим был повышен годовой прогноз выручки на 1,5 миллиарда долларов.

Главную задачу Боб Свон видит в скорейшем переходе на 10-нм техпроцесс, от успешности и эффективности которого будут зависеть все остальные планы компании. Боб намекнул, что инженеры Intel не только работают над 7-нм техпроцессом, но и продвинулись в покорении пяти нанометров. Говоря о планах на 2020 год, он сказал, что корпорации придётся навёрстывать упущенное, дабы удовлетворить спрос клиентов на процессоры, дефицит на которые может возникнуть в результате перехода с 14-нм на 10-нм техпроцесс.

73 комментария

Если б не райзен, до сих пор выпускали бы 2/4, 4/4, 4/8, каждый год меняя сокет

Foma Kiniaev,
Вот вот, если бы не АМД мы бы уже давно получили +2 ядра и гипертрейдинг на всех линейках. Но АМД 10 лет толкали свой гнилой бульдозер.

anyphone,
Вот бы тебя к ним в команду, уж ты бы ещё десять лет назад Zen5 внедрил на частоте 100 ГГц, жаль ты уже работаешь диванным аналитиком

AndrewAks,
Трепещите.. Интел и амд..вас догоняет байкал с 28 нм.

anyphone,
Но АМД 10 лет толкали свой гнилой бульдозер.
Некоторые с упоением доказыают, что бульдозер это огонь! А интел слился.
Хотя по факту обман и застой был.

Cublic,
Огонь, не огонь, но мой 8320 до сих пор неплохо тащит при поддержке 1060.
В то время, как его современник 2500к так не может.

CBE4KA,
У меня 2500к и он разогнан до 4.3 и тащит все современные игры с 1060
Менять вообще не вижу смысла

AlinaE,
«кококо, менять не вижу смысла, тащит всё» и другие байки от «экспертов»

CBE4KA,
Потому что его современник это — 2600к, который является наверное самым долгоиграющем процом вообще. Про fx8350 можно не говорить.

mop03,
Причем на мощностях TSMC с лицензированием MIPS или ARM, своя то литография дальше 90 или 65 нм не продвинулась. Так что фактически у России нет своей полупроводниковой промышленности.

ULTRAMAR1990,
Есть. Не настолько продвинутая как у корейцев, китайцев и сша, но есть.
И да, для военки 7 нм не нужно от слова совсем. Те же США не гнушаются использовать и 200 нм, так как не всегда «тонкий» техпроцесс лучше.

Такое чувство, что скоро епл будет ставить в свои маки центральные процессоры AMD вместо интела.
Интел «зазвездился».

Alex_togliatti,
Это будет слишком сильный удар по интолу

Alex_togliatti,
Впрочем, как и эпл)

DonDigidony,
Как и AMD

Alex_togliatti,
Это было бы очень круто, искренне болею за АМД и надеюсь всё у них получится

AndrewAks,
чего за них болеть, у них дела и так идут очень хорошо. Поставщики процессоров для консолей. Большая часть продаж сейчас за ними. Заходят на серверный рынок, вытесняя интел.

goodlife9,
Ахах, это в каком измерении они вытесняют интел с серверного рынка ? Чушь полнейшая.

Sakuran,
С учётом стоимости процев и их производительности, соотношение сейчас однозначно лучше у АМд, так что да, можно подумать о серверах на амд. И именно поэтому интел шевелится, а не из-за потребительского рынка с игрульками.

Sakuran,
А кто сказал, что завоевание одного из самых консервативных рынков должно произойти быстро? Амд заставила Интел снизить в близком к серверному HEDT сегменту цены в 2 раза! Это ли не победа для конечного пользователя? Здоровая конкуренция нужна всем, ибо ты же сможешь купить свой любимый Интел дешевле!

ULTRAMAR1990,
Я не писал про то, что конкуренция это плохо, и про скорость завоевания. Не нужно приписывать домыслы.
Я указал на абсурдность утверждения про текущую ситуацию на серверном рынке.

Alex_togliatti
нет не будет..все равно людям интел больше заходит,особенно у кого есть деньги

@DomiNykana742,
Интел действительно «тем у кого есть деньги» заходит. И суперкары за 100млн заходят тем, у кого есть деньги тоже. А вот тем, кто умеет деньги считать и в этом испытывает нужду(а это 90% населения), те вполне могут задуматься об амдшной платформе.

Kasion
я бы не сказал что интел сильно дорогой,да и для игр все еще лучше подходит,и нет приколов с биосом,с тем что частоты прыгают,вольтаж..скажешь-это решается,а кому то хочется что бы работало как часы,поставил и забыл

Alex_togliatti,
Учитывая как скатилась Яблоко в качестве, то вполне будет подходяще.

Alex_togliatti,
Как только АМД научится дрова писать. Амд на BSDе по жизни глючили

Alex_togliatti,
Microsoft уже ставит в свои 15″ ноутбуки.

В это время Байкал и Эльбрус осваивают 32 нм

Shemanking33,
нет блин, сходу 7нм бы обкатывали.

Shemanking33,
Да что все докопались до этих процессов. Они не для игр. Понятно, что нам запад не догнать, но это не означает, что мы должны отказаться от наших процессоров.

Irlan,
Почему не догнать? Нужно только вернуть суверенитет и право печатать свои деньги от котрых народ отказался в 91-93гг.
Даже в сегодняшних условиях удаётся, что-то делать ( Байкал, Эльбрус..), а если ещё будут в разработки вложены соответствующие деньги!

silver_dragon,
Там много смежных производств куда нужно вкладывать. Это миллиарды долларов. Ближайшее время не потянет государство и вообще это должно делать частный бизнес

Irlan,
Весь ( может на 98% ) крупный бизнес в РФ иностранный ( находится в иностранной юрисдикции ) и он в развитие РФ никогда вкладывать деньги не будет, тем более в такой стратегически важной отрасли, как разработка собственных процессоров ( от Байкалов и Эльбрусом по сути своё только ПО и название ) государство, а точнее ЦБ который никакого отношения к государству РФ не имеет не может да и не должен печатать свои суверенные деньги не привязанные к эмиссии $, но повторюсь именно так и захотел народ России в 91 и 93гг.

Shemanking33,
Если осваивают 32 нм на своих мощностях то это очень круто. Напомню, что та же АМД не смогла в 65 нм и слилась, а еще 20 лет назад производителей микрочипов по передовым техпроцессам было десятки, сейчас аж целых 4.

anyphone,
Наши могли бы и с AMD сотрудничать но у нас китайцы братушки за стакан риса спаяют печку мобильную ещё и активное охлаждение надо юзать, закладок зато нет все по красоте.

anyphone,
Нету у нас «своих» мощностей.

Shemanking33,
Москва не сразу строилась. Главное, чтобы вкладывали деньги в разработку. А вложиться надо не мало, в том числе возможно завербовав работников интела или амд.

Alex_togliatti,
Так они и поедут, их и там неплохо кормят. А узнав как в России сажают по басманному правосудию, ни один человек в здравом уме никогда не приедет

Shemanking33,
Нормально!
Тех, кто топчется на месте (7нм-10нм-14нм), рано или поздно догоняют!
Что мы и сделаем, медленно, но верно, поспешая! 😀

Shemanking33,
Они не могут осваивать 32нм, т.к. выпускаются на 28 нм.

pron_as,
28 нм они выпускают на мощностях TSMC. Это совсем не то же самое что выпускать на своих мощностях. Для военки,а байкал или эльбрус это чистая военка, важней собственное производство от и до.

12,14,15,7 феншуй ибольше ничего.

АМД дала подсрачник и интел через нехочу начал двигаться 😸

Да что они там за нанометрами гонятся? Главное-то — архитектура, а она лучшая у Эльбруса.

Только вот нанометры эти в отрыве ничего не значат. 7нм у амуде примерно равны 14 у штеуд. Маркетолухи грамотно катаются по ушам

blackrazor,
не шутите?

rasgibboc,
Это он еще смягчил.

rasgibboc,
Плотность расположения транзисторов у Intel вдвое больше. То есть при переходе на 7нм, AMD даже с пятью будет курить в сторонке

blackrazor,
Насмешил. Иди разберись сначало в масштабах, а потом пиши сюда про маркетологов.

SatanRage, и в чем же шутка? Каждый крутит термином как хочет, потому что нет единого стандарта обозначений. Если написано 7 или 14 нм, это ни разу не означает, что между транзисторами такое расстояние. Что-то не видно чтобы амуде был в 2 раза быстрее или энергоэффективнее

SatanRage,
Но он прав. Все эти нанометры маркетинговая лапша. Интел уже предлагал перейти не нанометры которые уже несколько поколений ничего не означают, а на плотность транзисторов, что является качественным показателем и напрямую отражает совершенство производства. Но китайцы и корейцы стыдливо отказались.

Читать еще:  Операционная система iOs. Что это такое?

blackrazor,
*10 на деле*

Все верно, маркетологи у них хорошо работают.

Интересно, а что даст «возвращение к закону Мура»?
Появятся процессоры с тактовыми частотами одного ядра 10-20-30—100ГГц?
А без увеличения тактовой частоты на одно ядро повышения производительности не добиться.
P.S. И 7нм тут не выручит. Вон, Apple уже 2 года как освоила через тайваньцев 7нм техпроцесс. И где процессоры bionic A-серии с тактовой частотой 10ГГц на одно ядро?

mkudritsky,
FX-4100 слабее чем i5-6600, при том, что у второго меньше частота. Так что увы, вы не правы

mkudritsky,
Помню в самом начале нулевых, когда появились кукурузные 2.5-3ГГц у интела, так же говорили, что без увеличения частоты не добиться увеличения производительности, прошло 15 лет, всё теже 3-4ГГц частота, а какое увеличение производительности cpu?

Konon_MZ,
Путь оптимизации архитектуры процессора, который Intel/AMD проходили в 2000-х, тоже исчерпан.
Об этом говорит псевдопрогресс 2010-х годов, когда после Intel Core i7-2600K производительность выросла за 10 лет всего на десяток процентов.

mkudritsky,
Шта? Ну сравни где нибудь на юзер бенч процы одного уровня позиционирования на рынке с разницей 10 лет. Q6600 vs i7 9700, какие 10%? Там все 200-300% будет

Konon_MZ,
Раньше такое было в рамках одного поколения процессоров, например PentiumI-100MHz и PentiumI-200MHz.
А сейчас надо было 10 лет потратить, чтобы добиться примерно такого же эффекта!

Не даром, несмотря на бенчмарки, продажи PC и ноутбуков из года в год падают и падают.

mkudritsky,
И чем это плохо для потребителя расскажи? Если 20-15 лет назад я полностью менял систему каждые 2 года, потому что из-за быстрых темпов прогресса она превращалась в тыкву, в промежутке ещё видюху каждый год менять приходилось. То сейчас взяв мидл хай, спокойно 10 лет можно пользоваться, ну видюху через лет 5 поменяешь. Если не гнаться за ультра супер хай rtx 4к и прочей мишурой.

Konon_MZ,
А где я сказал, что это плохо?!
Тоже сейчас меняю конфигурацию ПК 1 раз в 10 лет и очень доволен этим фактом. За 10 лет только RAM нарастил до максимального количества, поддерживаемого чипсетом, HDD заменил на SSD и да, конечно, видеокарту поменял года 3 назад.

Эх, еще бы занялись оптимизацией кода операционных систем. А то нормальную ОС (Win 7) заменили на обломок скалы (Win 10).

Konon_MZ,
Интел от NetBurst поняв бесперспективность наращивания частот отказались.
Потому ВСЕ производители процессоров сейчас идут не наращиванием максимальной частоты, а наращиванием производительности на мегагерц и распараллеливании (увеличением числа ядер). Это проще, выгодней и логичней. Так как задача поднять частоту в N раз задача физическая, а распараллелить код программы задача математическая.

anyphone,
И зачем ты мне это пишешь?

Фаллометрия наоборот: побеждает тот, у кого меньше.

Может кто видел? 10нм интул в каком поколении обещана 11’м? Типа i7-11700?

к 2030 может и выпустят!

Главное ценник на загибали бы.

Главное не забыть новый сокет каждые 2 года лепить

Хоть бы дырки в процах заштопали для начала. Исправления микрокода не в счёт, это халтура.

То амд зажрется, то интел, все как обычно, болею за газмяс!

Продажи десктопного железа по всей видимости пробили дно, вот и засуетились AMD с Intel.
Люди купившие 8 лет назал i7 2600K так и не обновились, а когда задумалист об апгрейде, решили не заморачиваться и плавно пересели на смартфоны, благо для повседневных задач их функционала за глаза хватает.
Какой толк от этих ядер и гигагерц, если базовая парадигма осталась неименной, это всё тот же гроб в коробочке стоящий у вас на столе, а его пользователь прикован к креслу и архаическим устройствам ввода информации — клавиатуре и мышке.

На 7нм можно винду и в мобильный телефон запихнуть на пассивном охлаждении

Битва за нанометры: зачем производители уменьшают техпроцесс

С 1965 года нам известно о так называемом законе Мура: «Количество транзисторов, размещаемых на кристалле интегральной схемы, удваивается каждые 24 месяца, что приводит к появлению новых технологий, росту производительности и прорывам в области электроники». Излагая этот закон общественности, один из отцов Intel не мог предположить, что инженеры на протяжении целых пятидесяти лет смогут придерживаться его. Не мог он и предположить, что в 2014 году сложности с соблюдением этого закона начнутся и в самой компании Intel. Ведь для увеличения количества транзисторов в процессоре нужно уменьшать технический процесс производства. По-простому, уменьшать физический размер транзисторов и увеличивать их плотность.

На данный момент освоенным размером можно считать 22 нанометра, такой размер транзисторов в процессоре Intel Haswell. Казалось бы, от уменьшения одни проблемы: строже нормы чистоты помещения, сложнее изготавливать шаблон для литографии, начинают влиять квантовые эффекты, сложнее контролировать качество. Но ни один успешный производитель не пойдет на такие сложности, если речь не идет о снижении себестоимости производства и конкурентной борьбе. Соответственно, можно выделить несколько причин перехода к более тонким техпроцессам.

Вторая: энергопотребление и тепловыделение. Чем меньше элемент, тем меньше он потребляет энергии и выделяет тепла. Это дает возможность использовать мощные процессоры в ультракомпактных устройствах. Правда, с уменьшением размера транзисторов увеличиваются сложности с теплоотводом, так что, видимо, плюсы и минусы компенсируются.

Третья: транзисторы, из которых современный процессор состоит чуть более, чем полностью, представляют собой не просто переключатель, управляемый напряжением. Из-за своей структуры он также представляет собой маленький конденсатор, емкость которого исчисляется фемто-фарадами, но все-таки не нулевая. Каждый конденсатор вносит небольшую задержку в распространение цифрового сигнала, которая при увеличении количества связанных компонентов суммируется. В результате на выходе вместо прямоугольного импульса мы получаем примерно вот такое:

Четвертая: сокращение затрат на производство. Это, на мой взгляд, немаловажная причина. Каждый отдельный процессор выращивается на пластине, где их очень много. Чем меньше площадь отдельного кристалла (процессора), тем больше их помещается на одной пластине и тем больше прибыль. Но это лишь следствие уменьшения техпроцесса, поэтому говорить, что производители специально пытаются уместить на одной кремниевой подложке побольше процессоров, было бы неправильно.

Любые данные в компьютере — это нули и единички. Текст, который вы читаете прямо сейчас, передался с нашего сервера прямо на ваш компьютер и записался в памяти — он представляет собой последовательность нулей и единичек. Прямо сейчас вы смотрите на ваш монитор, который состоит из пикселей и отображает наш сайт. Изображение — это тоже нули […]

Начавшаяся ежегодная выставка компьютерных технологий Computex 2019 стартовала сразу с тяжелой артиллерии. Исполнительный директор компании AMD Лиза Су представила третье поколение процессоров Ryzen, построенных на первой в мире 7-нм десктопной архитектуре. Текущим флагманом линейки заявлена 12-ядерная/24-поточная модель Ryzen 9 3900X стоимостью 499 долларов. Этот камень должен составить прямую конкуренцию 12-ядерному процессору i9-9920X от компании Intel, […]

Что такое технологический процесс процессора и на что он влияет

Все современные вычислительные технологии базируются на основе полупроводниковой электронной техники. Для ее производства используются кристаллы кремния – одного из самых распространенных минералов в составе нашей планеты. С момента ухода в прошлое громоздких ламповых систем и с развитием транзисторных технологий этот материал занял важное место в производстве вычислительной техники.

Центральные и графические процессоры, чипы памяти, различные контроллеры – все это производится на основе кремниевых кристаллов. Уже полвека основной принцип не меняется, совершенствуются только технологии создания чипов. Они становятся более тонкими и миниатюрными, энергоэффективными и производительными. Главным параметром, который при этом усовершенствуется, является техпроцесс.

Что такое техпроцесс

Практически все современные чипы состоят из кристаллов кремния, которые обрабатываются методом литографии, с целью формирования отдельных транзисторов. Транзистор – ключевой элемент любой интегральной микросхемы. В зависимости от состояния электрического поля, он может передавать значение, эквивалентное логической единице (пропускает ток) или нулю (выступает изолятором). В чипах памяти с помощью комбинаций нулей и единиц (положений транзистора) записываются данные, а в процессорах – при переключении производятся вычисления.

В 14-нм технологии (по сравнению с 22-нм) сокращено количество барьеров, увеличена их высота, уменьшено расстояние между диэлектрическими ребрами

Технологический процесс – это процедура и порядок изготовления какой-либо продукции. В электронной промышленности, в общепринятом значении, это величина, которая указывает на разрешающую способность оборудования, применяемого при производстве чипов. От нее также напрямую зависит размер функциональных элементов, получаемых после обработки кремния (то есть, транзисторов). Чем чувствительнее и точнее оборудование используется для обработки кристаллов под заготовки процессоров – тем тоньше будет техпроцесс.

Что значит числовая величина техпроцесса

В современном полупроводниковом производстве наиболее распространена фотолитография – вытравливание элементов на кристалле, покрытом диэлектрической пленкой, с помощью воздействия света. Именно разрешающая способность оптического оборудования, излучающего свет для вытравливания, и является техпроцессом в общепринятом толковании этого слова. Это число указывает, насколько тонким может быть элемент на кристалле.

Фотолитография – вытравливание элементов на кристалле

На что влияет техпроцесс

Техпроцесс напрямую сказывается на количестве активных элементов полупроводниковой микросхемы. Чем тоньше техпроцесс – тем больше транзисторов поместится на определенной площади кристалла. В первую очередь это значит увеличение количества продукции из одной заготовки. Во вторую – снижение потребления энергии: чем тоньше транзистор – тем меньше он расходует энергии. Как итог, при равном количестве и структуре размещения транзисторов (а значит, и увеличения производительности) процессор будет меньше расходовать энергию.

Минусом перехода на тонкий техпроцесс является удорожание оборудования. Новые промышленные агрегаты позволяют делать процессоры лучше и дешевле, но сами набирают в цене. Как следствие, лишь крупные корпорации могут вкладывать миллиарды долларов в новое оборудование. Даже такие известные компании, как AMD, Nvidia, Mediatek, Qualcomm или Apple самостоятельно процессоров не делают, доверяя это задание гигантам вроде TSMC.

Что дает уменьшение техпроцесса

При уменьшении технологического процесса производитель получает возможность поднять быстродействие, сохранив прежние размеры чипа. К примеру, переход с 32 нм на 22 нм позволил вдвое увеличить плотность транзисторов. Как следствие, на том же кристалле, что раньше, стало возможным размещение не 4, а уже 8 ядер процессора.

Для пользователей главное преимущество заключается в снижении энергопотребления. Чипы на более тонком техпроцессе требуют меньше энергии, выделяют меньше тепла. Благодаря этому можно упростить систему питания, уменьшить кулер, меньше внимания уделить обдуву компонентов.

Читать еще:  Как узнать разрешение экрана телефона Android?

Схематический прогноз изменения техпроцесса в будущем

Техпроцесс процессоров на смартфонах

Смартфоны требовательны к аппаратным ресурсам и быстро расходуют заряд аккумулятора. Поэтому, для замедления расхода разряда, разработчики процессоров для мобильных устройств стараются внедрять в производство самые новые техпроцессы. К примеру, некогда популярные двухъядерники MediaTek MT6577 производились по техпроцессу 40 нм, а Qualcomm Snapdragon 200 ранних серий изготавливались по 45-нанометровой технологии.

В 2013-2015 годах основным техпроцессом для чипов, используемых в смартфонах, стал 28 нм. MediaTek (вплоть до Helio X10 включительно), Qualcomm Snapdragon серий S4, 400, а также модели 600, 602, 610, 615, 616 и 617 – это все 28 нм. Он же использовался и при изготовлении Snapdragon 650, 652, 800, 801, 805. «Горячий» Snapdragon 810, что интересно, был выполнен по более тонкому техпроцессу 20 нм, но это ему не сильно помогло.

Apple в своем A7 (iPhone 5S) тоже обходилась 20-нанометровой технологией. В Apple A8 для шестого Айфона применили 20 нм, а в модели A9 (для 6s и SE) уже используется новый 16 нм технологический процесс. В 2013-2014 годах Intel делали свои Atom Z3xxx по 22-нанометровой технологии. С 2015 года в производство запустили чипы с 14 нм.

Следующим шагом в развитии процессоров для смартфонов является повсеместное освоение техпроцессов 14 и 16 нм, а дальше стоит ожидать 10 нм. Первыми экземплярами на нем могут стать Qualcomm Snapdragon 825, 828 и 830.

Что означает «7 нм техпроцесс»?

В сентябре Apple, как всегда, выпустила новое поколение iPhone. На этот раз сердцем смартфонов iPhone 11, iPhone 11 Pro и iPhone 11 Pro Max стал новый процессор от Apple A13 Bionic, подробный обзор которого AppleInsider.ru уже выпустил. Этот процессор, как и его предшественник A12 Bionic, выполнен по 7-нанометровому техпроцессу, о чём упоминают все журналисты. Но что такое этот «техпроцесс»? Чем 7-нанометровый лучше 10-нанометрового и когда будет 5-нанометровый? Давайте разберёмся.

Производство процессоров похоже на лабораторию из фантастического фильма

Что такое «7 нм техпроцесс»?

Если говорить очень упрощённо, то процессор — это миллиарды крошечных транзисторов и электрических затворов, которые включаются и выключаются при выполнении операций. «7 нм» — это размер этих транзисторов в нанометрах. Для понимания масштабов стоит напомнить, что в одном миллиметре миллион нанометров, а человеческий волос толщиной 80000 — 110000 нанометров. Транзистором, напомню, называют радиоэлектронный компонент из полупроводника (материал, у которого удельная проводимость меняется от воздействия температуры, различных излучений и прочего), который от небольшого входного сигнала управляет значительным током в выходной цепи. Он используется для усиления, генерирования, коммутации и преобразования электрических сигналов. Сейчас транзистор является основой схемотехники подавляющего большинства электронных компонентов и интегральных микросхем. Размер транзистора полезно знать специалистам для оценки производительности конкретного процессора, ведь чем меньше транзистор, тем меньше требуется энергии для его работы.

Процессор A7, стоявший в iPhone 5S, производился по 28-нанометровому техпроцессу

При производстве полупроводниковых интегральных микросхем применяется фотолитография (нанесение материала на поверхности микросхемы при участии света) и литография (нанесение материала с помощью потока электронов, излучаемого катодом вакуумной трубки). Разрешающая способность в микрометрах и нанометрах оборудования для изготовления интегральных микросхем (так называемые «проектные нормы») и определяет размер транзистора, а с ним и название применяемого конкретного технологического процесса.

Читайте далее: В iPhone 11 появится новый сопроцессор для фото- и видеосъёмки

Какие бывают техпроцессы?

Ранние техпроцессы, до стандартизации NTRS (National Technology Roadmap for Semiconductors) и ITRS, обозначались «ХХ мкм» (мкм — микрометр), где ХХ обозначало техническое разрешение литографического оборудования. В 1970-х существовало несколько техпроцессов, в частности 10, 8, 6, 4, 3, 2 мкм. В среднем, каждые три года происходило уменьшение шага с коэффициентом 0,7.

За сорок лет развития технологий разрешение оборудования достигло значений в десятках нанометров: 32 нм, 28 нм, 22 нм, 20 нм, 16 нм, 14 нм. Если говорить про iPhone, то в пока ещё актуальном iPhone 8 используется процессор А11 Bionic, изготовленный по 10-нанометровому техпроцессу. Серийный выпуск продукции по нему начался в 2016 году тайваньской компанией TSMC, которая изготавливает процессоры и для iPhone 11.

TSMC — тайваньская компания по производству микроэлектроники, поставляющая Apple процессоры

16 апреля 2019 года компания TSMC анонсировала освоение 6-нанометрового технологического процесса, что позволяет повысить плотность упаковки элементов микросхем на 18%. Данный техпроцесс является более дешевой альтернативой 5-нанометровому техпроцессу, также позволяет легко масштабировать изделия, разработанные для 7 нм.

В первой половине 2019 года всё та же компания TSMC начала опытное производство чипов по 5-нм техпроцессу. Переход на эту технологию позволяет повысить плотность упаковки электронных компонентов по сравнению с 7-нанометровым техпроцессом на 80% и повысить быстродействие на 15%. Ожидается, что IPhone 2020 года получит процессор, созданный по новому техпроцессу, а не на втором поколении 7-нанометрового техпроцесса.

В начале 2018 года исследовательский центр imec в Бельгии и компания Cadence Design Systems создали технологию и выпустили первые пробные образцы микропроцессоров по технологии 3 нм. Судя по обычным темпах внедрения новых техпроцессов в серийное производство, ждать процессоров, изготовленных по 3-нанометровому техпроцессу, стоит не раньше 2023 года. Хотя Samsung уже к 2021 году намерена начать производство 3-нанометровой продукции с использованием технологии GAAFET, разработанной компанией IBM.

Читайте далее: Процессоры для iPhone начнут производить по новой технологии

Что даёт 7 нм техпроцесс?

И вот мы пришли к самой интересной части. Что же даёт пользователю уменьшение размера транзисторов в процессоре его устройства?

Уменьшение транзисторов имеет огромное значение для маломощных чипов мобильных устройств и ноутбуков. Если сравнить схематично одинаковые процессоры, но изготовленные по 14-нанометровому и 7-нанометровому техпроцессу, то второй будет на 25% производительней при той же затраченной энергии. Или вы можете получить одинаковую производительность, но второй будет в два раза энергоэффективнее, что позволит ещё дольше читать блог Hi-News.ru на Яндекс.Дзен.

iPhone 11 с процессором A13 Bionic, изготовленном на 2 втором поколении 7-нанометрового техпроцесса

Одним словом, внедрение более современных технологических процессов даст нам увеличение времени работы iPhone и iPad от батареи при одинаковой производительности (следовательно, не надо раздувать размеры устройств для больших аккумуляторов), а также гораздо более мощные процессоры для MacBook. Мы уже видели, как чип A12X от Apple обходил некоторые старые чипы Intel в тестах, несмотря на то, что он был только пассивно охлажден и упакован внутри iPad Pro (2018).

7 нм против 12: о чем говорит технологический процесс процессора

В сентябре 2019 года Apple представила три свежих смартфона: iPhone 11, iPhone 11 Pro и iPhone 11 Pro Max. Их главной фишкой, конечно же, оказались камеры, общие принципы работы которых мы обсуждали в отдельном материале. Тем не менее, отдельного внимания также заслужил и процессор новинок. Их «сердцем» стал Apple A13 Bionic, который создан по 7-нанометровому технологическому процессу. Производитель гордится этой цифрой, ведь до неё добрались далеко не все конкуренты. А вот у Xiaomi Redmi 8 Pro чип MediaTek Helio G90T. У него все 12 нм, и кичиться здесь точно нечем…

Вообще, в мире высоких технологий нет ничего быстрее, чем самые проворные микросхемы — процессоры. Они умеют обрабатывать миллиарды операций в секунду, а на их производство уходит настолько много невероятных технологий, что даже становится жутко. Микропроцессоры пошли в массовое производство в 90-х годах прошлого столетия. С того времени они пережили несколько ступеней развития, апогеем которого стало начало 21 века. Именно тогда производителям открылись все основные свойства кремния, и это дало возможность получать максимальную эффективность при минимальных затратах.

Сегодня темпы развития процессоров стремительно падают. Кремниевые технологии быстро приближаются к пределу своих физических возможностей. Да, их частоты всё ещё увеличиваются, но эффективность работы находится в стагнации. Про это в разрезе смартфонов и не только мы расскажем в данной статье.

Что собой в принципе представляет каждый микропроцессор

Каждый микропроцессор представляет собой специальную интегральную схему, которая расположена на микроскопическом кристалле кремния. Этот материал используется только из-за того, что обладает свойствами полупроводников: он проводит электроэнергию быстрее диэлектриков и медленнее металлов. Его можно сделать и изолятором, который останавливает движение зарядов, и проводником, который зажигает для них зелёный свет. Этим параметром получится управлять с помощью специальных примесей.

Внутри микропроцессора нашлось место для миллионов транзисторов, которые объединены невероятно тонкими проводниками. Для их производства используют алюминий, медь и другие материалы — они предназначены для того, чтобы переваривать информацию. Из них складываются внутренние шины, которые дают процессору возможность работать с математическими и логическими операциями, а также управлять остальными микросхемами устройства в общем и целом.

Одним из самых важных параметров качества микропроцессора всегда была частота работы его кристалла. Именно она определяет число действий, которые могут выполняться за отведённое время — это зависит от того, насколько быстро транзисторы могут переходить из закрытого состояния в открытое. На это далеко не в последнюю очередь влияет технология производства кремниевых пластин — основного компонента процессоров. Чем они меньше, тем разогнать их частоту обычно можно до больших значений.

Технологический процесс, который используется при производстве микропроцессоров, влияет на их размер. Если обрезать количество нанометров, о котором сегодня все говорят, можно уменьшить габариты самого чипа. Это сделает его не только более быстрым — он будет выделять меньше тепла и расходовать меньше энергии. Данные показатели всегда были очень важны в полноценных компьютерах, но теперь выходят чуть ли не на первое место и в современных смартфонах.

Какие этапы проходят процессоры во время производства

Даже если верить «Википедии», производство процессоров можно разделить на полтора десятка этапов. Мы решили вкратце расписать каждый из них именно для того, чтобы стало понятно, насколько сложный это процесс. В реальности же он ещё более замысловатый, уж поверьте.

1. Механическая обработка. На этом этапе производитель готовит пластины проводника с определённой геометрией и кристаллографической ориентацией, которая не может отличаться от эталона более чем на 5%. Отдельного внимания также заслуживает класс чистоты поверхности.

2. Химическая обработка. В рамках этого этапа с поверхности удаляются все мельчайшие неровности, которые были созданы во время механической обработки. Для этого, а также для получения необходимых нюансов формы используют плазмохимические методы, а также жидкостное и газовое травление.

3. Эпитаксиальное наращивание. В данном случае проходит добавление слоя полупроводника — осаждение его атомов на подложку. Именно на этом этапе образуется кристаллическая структура, аналогичная структуре подложки, которая часто выполняет роль только лишь механического носителя.

Читать еще:  Скачать Фоторедактор — коллаж фото на андроид 1.235.52

4. Получение маскировки. Чтобы защитить слой полупроводника от последующего проникновения примесей, на этом этапе на него добавляется специальное защитное покрытие. Это происходит путём окисления эпитаксиального слоя кремния, которое становится возможным за счёт высокой температуры или кислорода.

5. Фотолитография. На этом этапе на диэлектрической плёнке создаётся необходимый рельеф. Если до данного этапа в этом пункте статьи вы мало что вообще поняли, то наша задача выполнена — вы осознали, насколько сложно создать процессор, и можете двигаться к следующему пункту.

6. Введение примесей. Здесь речь, конечно же, про электрически активные примеси, которые нужны для образования изолирующих участков, а также электрических переходов, источниками которых могут быть твёрдые, жидкие и газообразные вещества. Для этого используется метод диффузии.

7. Получение омических контактов. Кроме этого, на данном этапе также создают пассивные элементы на пластине. Для этого используется фотолитографическая обработка на поверхности оксида, который покрывает области успешно сформированных структур.

8. Добавление слоёв металла. На этом этапе будущий процессор получает несколько дополнительных слоёв металла, общее количество которых может лихо отличаться и зависит от его уровня. Между ним нужно расположить диэлектрик, в котором есть сквозные отверстия.

9. Пассивация поверхности. Чтобы правильно протестировать кристалл, нужно максимально сильно очистить его от любых возможных загрязнений. Чаще всего это происходит в деионизированной воде на установках гидромеханической или кистьевой отмывки.

10. Тестирование пластины. Для этого обычно используются зондовые головки, которые установлены на специальных установках, используемых для разбраковки пластин. Кстати, до этого самого момента они находятся в неразрезанном на отдельные части состоянии.

11. Разделение пластины. На этом этапе пластину механически разделяют на отдельные кристаллы. Сейчас это делают не только из-за удобства, но и по причине поддержания электронной гигиены. В её рамках в воздухе должно быть критически малое количество пыли, а в процессе разрезания она появится.

12. Сборка кристалла. На этом этапе готовый кристалл упаковывают в специальный корпус, который в дальнейшем герметизируют. Здесь к нему также подключают все необходимые выводы, которые нужны для его дальнейшего использования — это практически готовый чип.

13. Измерения и испытания. На данном этапе происходит проверка чипа на соответствие заданным техническим параметрам. Да, даже в настолько точном и высокотехнологическом производстве случается брак, который возрастает при увеличении сложности задачи. Отсюда и немаленькая цена.

14. Контроль и маркировка. Это пара финальных этапов в производстве чипов. В данном случае их снова проверяют, потом наносят на них специальное защитное покрытие, а также упаковывают, чтобы доставить готовое изделие конкретному заказчику.

Хронология уменьшения размера технологического процесса

’70-е:

  • 3 мкм — такого технологического процесса компания Zilog достигла в 1975 году, Intel — в 1979-м.

’80-е:

  • 1,5 мкм — Intel уменьшила технологический процесс до этого уровня в 1982 году;
  • 0,8 мкм — уровень Intel в конце 1980-х.

’90-е:

  • 0,6–0,5 мкм — компании Intel и IBM находились на этом уровне в 1994–1995 годах;
  • 350 нм — Intel, IBM, TSMC к 1997-му;
  • 250 нм — Intel, 1998 год;
  • 180 нм — Intel и AMD, 1999 год.

’00-е:

  • 130 нм — этого уровня компании Intel, AMD достигли в 2001–2002 годах;
  • 90 нм — Intel в 2002–2003 годах;
  • 65 нм — Intel в 2004–2006 годах;
  • 45–40 нм — Intel в 2006–2007 годах;
  • 32–28 нм — Intel в 2009–2010 годах;
  • 22–20 нм — Intel в 2009–2012 годах;

’10-е:

  • 14–16 нм — Intel наладила производство таких процессоров к 2015 году;
  • 10 нм — TSMC делала такие процессоры уже в 2016-м, а Samsung — в 2017 году;
  • 7 нм — TSMC, 2018 год;
  • 6 нм — TSMC только анонсировала такой технологический процесс в 2019 году;
  • 5 нм — TSMC начала тестирование такого техпроцесса в 2019 году;
  • 3 нм — Samsung обещает делать процессоры с таким технологическим процессом к 2021 году.

Чем меньше нанометров в технологическом процессе, тем:

Выше скорость работы. В сегменте мобильных процессоров самым быстрым сегодня считается Apple A13 Bionic, который выполнен по 7-нанометровому технологическому процессу — это максимально крутое значение, которое доступно на сегодняшний день в коммерческом секторе. За уменьшением техпроцесса зачастую следует именно увеличение производительности. Она сегодня жизненно нужна для использования нейронных сетей, для дополненной реальности, работы с графикой в любом месте и в удобное время. Да что там говорить, с выходом Apple Arcade мы ждём бум мобильных игр, и для них процессор также важен.

Ниже выделение тепла. Сегодня мы акцентируем внимание именно на мобильных устройствах. Есть мнение, что в смартфонах разговоры о температуре процессоров не так актуальны, но это большая ошибка. При большой нагрузке процессоры нагреваются. Если температура становится критичной, они снижают скорость своей работы — это называется троттлингом. Чтобы избежать этого, нужно делать корпус толще, думать про дополнительный отвод тепла и так далее. При использовании более совершенного технологического процесса число подобных заморочек заметно снижается.

Меньше потребление энергии. В конце концов, уменьшение технологического процесса очень важно для увеличения времени автономной работы. Именно поэтому при оценке ёмкости аккумулятора недорого смартфона на Android не нужно сравнивать её с соответствующим показателем в iPhone и других флагманах. Даже с куда большим объёмом аккумулятора устройство может работать не так долго, как того хотелось бы. Тот же Xiaomi Redmi 8 Pro с процессором, который выполнен по устаревшему технологическому процессу (12 нм), не радует автономностью даже с достаточно большой батарейкой.

В заключение повторюсь — при выборе нового смартфона нужно не в последнюю очередь смотреть на технологический процесс чипсета. Прогресс преодолел планку в 12 нм ещё в 2016 году, поэтому в 2019-м эта цифра выглядит даже как-то смешно.

Что означают термины 7nm и 10nm для процессоров и почему они имеют значение

Что означают термины «7nm» и «10nm» для процессоров и почему они имеют значение

Постараюсь объяснить просто. Процессоры производятся с использованием миллиардов крошечных транзисторов, электрических затворов, которые включаются и выключаются для выполнения расчетов. Для этого им требуется энергия, и чем меньше транзистор, тем меньше требуется мощность. «7nm» и «10nm» — это размеры этих транзисторов, а «nm» — нанометры. Именно они являются полезными для оценки производительности конкретного процессора.

Для справки, «10nm» — это новый технологический процесс Intel, который должен дебютировать в 4 квартале 2019 года, а «7nm» обычно относится к процессу TSMC, на котором основаны новые процессоры AMD и чип A12X Apple.

Так почему же эти новые процессы так важны?

Закон Мура, старое наблюдение о том, что количество транзисторов на чипе удваивается каждый год, а затраты вдвое сокращаются, удерживался в течение длительного времени. Еще в конце 90-х и начале 2000-х годов транзисторы сокращались вдвое каждые два года, что приводило к их значительному улучшению. Но дальнейшее уменьшение стало более сложным, и, например, мы не наблюдали уменьшения транзистора от Intel с 2014 года. Так что эти новые технологические процессы являются первыми крупными сокращениями за долгое время, особенно со стороны Intel, и представляют собой краткое возрождение закона Мура.

С появлением новых процессоров AMD на 7-нм процессорах TSMC и чипов A12X Apple, у них появляется шанс обойти Intel по производительности и создать здоровую конкуренцию монополии этой компании на рынке. По крайней мере до тех пор, пока 10-нм чипы Intel «Sunny Cove» не начнут поступать в продажу.

Что «nm» на самом деле означает

Процессоры выполнены с помощью фотолитографии, где образ процессора вытравливается на куске кремния. Точная методика выполнения этой операции обычно называется технологическим процессом и измеряется тем, насколько малым может быть изготовление транзисторов.

Поскольку более компактные транзисторы более энергоэффективны, они могут выполнять больше вычислений без перегрева, что обычно является ограничивающим фактором для производительности процессора. Это также позволяет уменьшить размеры матрицы, что снижает затраты и может увеличить плотность при тех же размерах, а это означает увеличение количества ядер на чип.

Плотность 7 нм в два раза выше, чем у предыдущего 14 нм узла, что позволяет таким компаниям, как AMD, выпускать 64-ядерные серверные чипы, что значительно превосходит их предыдущие 32 ядра (и 28 ядра Intel).

Важно отметить, что, хотя Intel все еще находится на 14-нм процессоре, а AMD собирается запустить свои 7-нм процессоры очень скоро, это не означает, что AMD будут работать в два раза быстрее. Производительность не соответствует размеру транзистора, и в таких маленьких масштабах эти значения уже не столь точны.

Мобильные чипы претерпят наибольшие улучшения

Уменьшение транзисторов — это не только производительность; оно также имеет огромное значение для маломощных чипов мобильных устройств и ноутбуков. С 7 нм (по сравнению с 14 нм) вы можете получить на 25% больше производительности при той же мощности, или вы можете получить ту же производительность за половину мощности.

Это означает более длительное время работы от батареи при одинаковой производительности и гораздо более мощные чипы для небольших устройств. Мы уже видели, как чип A12X от Apple выигрывал некоторые старые чипы Intel в тестах, несмотря на то, что он был только пассивно охлажден и упакован внутри смартфона, И это только первый 7-нм чип, который появился на рынке.

Уменьшение узлов всегда является хорошей новостью, так как более быстрые и энергоэффективные чипы влияют практически на все аспекты технологического мира. 2019 год будет очень интересным для технических специалистов и, конечно, очень приятно видеть, что закон Мура еще не совсем мертв.

Спасибо, что читаете! Подписывайтесь на мой канал в Telegram и Яндекс.Дзен. Только там последние обновления блога и новости мира информационных технологий. Также, читайте меня в социальных сетях: Facebook, Twitter, VK, OK.

Респект за пост! Спасибо за работу!

Хотите больше постов? Узнавать новости технологий? Читать обзоры на гаджеты? Для всего этого, а также для продвижения сайта, покупки нового дизайна и оплаты хостинга, мне необходима помощь от вас, преданные и благодарные читатели. Подробнее о донатах читайте на специальной странице.

Спасибо! Все собранные средства будут пущены на развитие сайта. Поддержка проекта является подарком владельцу сайта.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector