5nm procesory už máme. Ako dlho budeme schopní posúvať výrobný proces na vyšší level?
Výkon procesorov rok čo rok rastie. Umožňuje na tom hlavne zhusťovanie tranzistorov. Kde je však limit, ktorý súčasnými technológiami neprekonáme?
Tento rok bol z pohľadu novej generácie mobilných procesorov bezpochyby prelomovým. Výrobcom sa podarilo vytvoriť prvé procesory vyrobené 5nm výrobným procesom. V dôsledku toho výkon našich smartfónov môže opäť skokovo rásť. Kde sú však limity, cez ktoré sa so súčasnými technológiami pravdepodobne nedostaneme?
Čo je to „nm“?
Pár dní dozadu sme sa venovali téme „čo je to nm?“. Skratka „nm“ znamená nanometer a hovorí o hustote tranzistorov v procesoroch. Pozor, nemýlite si pojem „nm“ s frekvenciou. Ide o dve rôzne hodnoty, ktoré nemajú spolu toho veľa spoločného. Jedna hovorí o hustote usporiadania tranzistorov, a druhá zas o pracovnej frekvencii.
V každom prípade, vráťme sa späť k téme, kde sú naše technologické limity? V súčasnosti máme procesory Snapdragon 888, Kirin 9000, či A14, ktoré sa hrdia 5nm technologickým výrobným procesom. Súčasnými lídrami z pohľadu technologického progresu sú najmä spoločnosti Qualcomm, Intel, AMD, Huawei, či Apple (pozn. redakcie: Huwei a Apple navrhujú svoje čipy pričom výrobu zastrešujú externé spoločnosti). Je však možné napredovať donekonečna? Na túto otázku odpovedá Moorov zákon.
Moorov zákon – zložitosť integrovaných obvodov sa zdvojnásobuje každé 2 roky
Gordon E. Moore, je zakladateľ firmy Fairchild Semiconductor a neskorší spoluzakladateľ firmy Intel. Ešte v roku 1965 napísal článok, v ktorom položil empirické pravidlo, ktoré dostalo prívlastok „Moorov zákon“. O čom hovorí?
Vo svojej podstate povedal, že nárast výkonu procesorov nemôže pokračovať donekonečna, hoci môžeme byť svedkami, že približne každé 2 roky sa viac menej zdvojnásobuje.
Neprehliadnite
„Z hľadiska veľkosti tranzistorov môžete vidieť, že sa blížime rozmermi k veľkosti atómov, čo sa stáva hlavnou bariérou“.
Moore hovorí o tom, že výrobný proces vďaka ktorému sme schopní zvyšovať počet tranzistorov pri zachovaní veľkosti procesora, sa síce z roka na rok zdokonaľuje, ale aj napriek tomu, v určitej dobe narazí na svoje limity. Moore ďalej tvrdí, že zatiaľ čo náklady na jednotkový výkon počítačov vo všeobecnosti pre koncových zákazníkov klesajú, tak na opačnej strane, náklady na vývoj pre výrobcov stúpajú.
„Rastúce výrobné náklady sú dôležitým faktorom pri dodržiavaní Moorovho zákona, ktorý hovorí, že kapitálové náklady na výrobu polovodičových súčiastok sa časom exponenciálne zvyšujú…“
Podľa Moora, sa náklady na výrobu polovodičových čipov každé štyri roky zdvojnásobujú.
„Pravdivosť formulácie tohto zákona sa postupne overuje, aj keď koncom 90. rokoch minulého storočia rast nákladov sa spomalil a blížil sa k dosiahnutiu konštantných nákladov. V roku 2003 stála výroba nového čipu približne 3 miliardy dolárov a v roku 2011 spoločnosť Intel vyčlenila 5 miliárd dolárov na novú továreň Fab 42. Fabrika Samsungu v roku 2015, ktorá začala vyrábať procesory v 2017, stála približne 14 miliárd dolárov. Z dynamiky vývoja sa ukazuje, že ako v súčasnosti, tak aj do roku 2025 bude zákon platný a to s relatívne vysokou mierou presnosti.“
Kde je teda limit, ktorý bude podľa Moorovho zákona pre nás na nejakú dobu konečným? Ak bude v nasledujúcich rokoch platiť Moorov zákon, tak sa predpokladá, že okolo roku 2025 dosiahneme strop.
3nm procesory by mohli byť realitou v roku 2023
Ak správy neklamú, tak v roku 2023 by sme sa mohli dočkať procesorov vyrobených 3nm výrobným procesom. Tu však treba dodať, že ak nezmeníme technológiu a materiály, ako a z ktorých materiálov sú procesory vyrábané, tak by mohlo ísť o poslednú alebo predposlednú generáciu procesorov tohto typu. Inými slovami, ak budeme chcieť napredovať v raste výkonu mobilných procesorov, tak sa budeme musieť pozerať na vývoj výkonnejších procesorov „inými očami“.
Komentáre