Centralne procesorske jedinice (CPU) se proizvode korišćenjem milijardi minijaturnih tranzistora, koji funkcionišu kao električni prekidači, uključujući i isključujući se radi obavljanja proračuna. Za svoj rad, oni zahtevaju energiju, a što su tranzistori manji, to je manja potrošnja energije. Termini „7nm“ i „10nm“ označavaju veličinu ovih tranzistora – „nm“ je skraćenica za nanometar, jedinicu za vrlo malu dužinu. Ovi termini su koristan indikator za procenu snage određenog CPU-a.
Primera radi, „10nm“ je Intelov novi proizvodni proces, čije se pojavljivanje očekuje u četvrtom kvartalu 2019. godine, dok se „7nm“ obično odnosi na TSMC-ov proces, koji je osnova za nove AMD-ove CPU-ove i Apple-ov A12X čip.
Zašto su ovi novi procesi toliko značajni?
Murov zakon, staro zapažanje da se broj tranzistora na čipu udvostručuje svake godine, dok se troškovi prepolovljavaju, važio je dugi niz godina, ali u poslednje vreme dolazi do usporavanja. Krajem 90-ih i početkom 2000-ih, tranzistori su se smanjivali za polovinu svake druge godine, što je dovelo do značajnog napretka. Međutim, dalje smanjivanje je postalo komplikovanije, i nismo videli smanjenje tranzistora od strane Intela još od 2014. godine. Ovi novi procesi predstavljaju prva veća smanjenja nakon dužeg vremena, posebno od strane Intela, i predstavljaju određeni povratak Murovom zakonu.
S obzirom na to da Intel zaostaje, čak su i mobilni uređaji dobili priliku da se približe, sa Apple-ovim A12X čipom koji se proizvodi na TSMC-ovom 7nm procesu, dok Samsung ima svoj 10nm proces. Dolazak AMD-ovih CPU-ova, baziranih na TSMC-ovom 7nm procesu, pruža šansu da preteknu Intel u performansama i donesu zdravu konkurenciju Intelovom monopolu na tržištu – barem dok se Intelovi 10nm „Sunny Cove“ čipovi ne pojave na tržištu.
Šta zapravo znači „nm“?
CPU-ovi se izrađuju tehnikom fotolitografije, gde se slika CPU-a urezuje na komad silikona. Precizan način na koji se to radi naziva se procesnim čvorom i meri se po tome koliko male tranzistore proizvođač može da napravi.
Pošto su manji tranzistori energetski efikasniji, oni mogu obaviti više proračuna bez pregrevanja, što je obično ograničavajući faktor za performanse procesora. Takođe, to omogućava manje dimenzije čipova, smanjujući troškove i povećavajući gustinu na istoj površini, što vodi ka većem broju jezgara po čipu. 7nm tehnologija je u suštini duplo gušća od prethodnog 14nm čvora, što omogućava kompanijama poput AMD-a da proizvode serverske čipove sa 64 jezgra, što je značajno poboljšanje u odnosu na prethodnih 32 jezgra (i Intelovih 28).
Važno je naglasiti da, iako Intel i dalje koristi 14nm tehnologiju, a AMD će uskoro lansirati svoje 7nm procesore, to ne znači da će AMD-ovi procesori biti duplo brži. Performanse se ne povećavaju linearno sa veličinom tranzistora, a na tako malim skalama ovi brojevi nisu više tako precizni. Metod merenja svakog proizvođača poluprovodnika može da se razlikuje, tako da je najbolje shvatati ih kao marketinške termine koji se koriste za segmentaciju proizvoda, a ne kao precizna merenja snage ili veličine. Na primer, očekuje se da će se Intelov nadolazeći 10nm čvor takmičiti sa TSMC-ovim 7nm čvorom, uprkos numeričkoj razlici.
Najveća poboljšanja će biti vidljiva kod mobilnih čipova
Međutim, smanjenje čvora ne utiče samo na performanse; takođe ima ogroman uticaj na čipove za mobilne i laptop uređaje male potrošnje. Sa 7nm tehnologijom (u poređenju sa 14nm), moguće je postići 25% više performansi uz istu potrošnju energije, ili iste performanse uz upola manju potrošnju. Ovo znači duže trajanje baterije uz iste performanse, kao i mnogo moćnije čipove za manje uređaje, jer je moguće efikasno ugraditi duplo veće performanse u ograničen prostor. Već smo videli kako Apple A12X čip nadmašuje neke starije Intelove čipove u testovima, uprkos tome što se pasivno hladi i koristi u pametnom telefonu, a to je tek prvi 7nm čip koji se pojavio na tržištu.
Smanjenje čvorova je uvek dobra vest, jer brži i energetski efikasniji čipovi utiču na skoro svaki aspekt tehnološkog sveta. Godina 2019. će biti uzbudljiva godina za tehnologiju sa ovim najnovijim čvorovima, i dobro je videti da Murov zakon još nije sasvim nestao.