Điều gì có nghĩa là 7nm tinh và 1010 tuổi có nghĩa là gì đối với CPU và tại sao chúng lại có vấn đề?

CPU được tạo ra bằng cách sử dụng hàng tỷ bóng bán dẫn nhỏ, cổng điện bật và tắt để thực hiện tính toán. Họ lấy năng lượng để làm điều này, và bóng bán dẫn càng nhỏ thì càng cần ít năng lượng. Giới hạn 7nm và và 10nm, là các phép đo kích thước của các bóng bán dẫn này - sóng nm là nanomet, chiều dài cực nhỏ - và là một thước đo hữu ích để đánh giá mức độ mạnh mẽ của một CPU cụ thể.

Để tham khảo, ăn thịt 10nm, là quy trình sản xuất mới của Intel, được thiết lập để ra mắt vào quý 4 năm 2019, và 7nmiết thường đề cập đến quy trình của TSMC, đó là những gì CPU mới của AMD và chip A12X của Apple dựa trên.

Vậy tại sao những quy trình mới này lại quan trọng đến vậy?

Định luật Moore, một quan sát cũ cho thấy số lượng bóng bán dẫn trên chip tăng gấp đôi mỗi năm trong khi chi phí giảm một nửa, được giữ trong một thời gian dài nhưng gần đây đã chậm lại. Trở lại vào cuối những năm 90 và đầu những năm 2000, bóng bán dẫn giảm kích thước xuống một nửa cứ sau hai năm, dẫn đến những cải tiến lớn trong lịch trình thường xuyên. Nhưng việc thu hẹp hơn nữa đã trở nên phức tạp hơn và chúng ta đã không thấy một bóng bán dẫn co lại từ Intel kể từ năm 2014. Những quy trình mới này là sự thu hẹp lớn đầu tiên trong một thời gian dài, đặc biệt là từ Intel, và đại diện cho một sự nhen nhóm ngắn gọn về luật của Moore.

Với sự tụt hậu của Intel, ngay cả các thiết bị di động cũng có cơ hội bắt kịp, với chip A12X của Apple được sản xuất trên quy trình 7nm của TSMC và Samsung có quy trình 10nm của riêng họ. Và với các CPU tiếp theo của AMD trong quy trình 7nm của TSMC, điều này đánh dấu cơ hội để họ vượt qua Intel về hiệu suất và mang lại sự cạnh tranh lành mạnh cho sự độc quyền của Intel trên thị trường - ít nhất là cho đến khi các chip 10nm Sunny Sunny của Intel bắt đầu lên kệ.

Những gì các nm nm thực sự có nghĩa là

CPU được tạo ra bằng phương pháp quang khắc, trong đó hình ảnh của CPU được khắc trên một miếng silicon. Phương pháp chính xác về cách thức này được thực hiện thường được gọi là nút quá trình và được đo bằng cách nhà sản xuất nhỏ có thể tạo ra các bóng bán dẫn.

Vì các bóng bán dẫn nhỏ hơn có hiệu suất năng lượng cao hơn, chúng có thể thực hiện nhiều phép tính hơn mà không quá nóng, đây thường là yếu tố giới hạn cho hiệu suất của CPU. Nó cũng cho phép kích thước khuôn nhỏ hơn, giúp giảm chi phí và có thể tăng mật độ ở cùng kích thước, và điều này có nghĩa là nhiều lõi hơn trên mỗi chip. 7nm có hiệu suất dày gấp đôi so với nút 14nm trước đây, cho phép các công ty như AMD phát hành chip máy chủ 64 lõi, một cải tiến lớn so với 32 lõi trước đó của họ (và 28 của Intel).

Điều quan trọng cần lưu ý là mặc dù Intel vẫn ở trên nút 14nm và AMD sẽ sớm ra mắt bộ xử lý 7nm, nhưng điều này không có nghĩa là AMD sẽ nhanh gấp đôi. Hiệu suất không quy mô chính xác với kích thước bóng bán dẫn và ở quy mô nhỏ như vậy, những con số này không còn chính xác nữa. Cách thức mà mỗi biện pháp đúc bán dẫn có thể thay đổi từ cái này sang cái khác, vì vậy tốt nhất nên sử dụng chúng như các thuật ngữ tiếp thị được sử dụng để phân khúc sản phẩm hơn là các phép đo chính xác về công suất hoặc kích thước. Ví dụ, nút 10nm sắp tới của Intel dự kiến ​​sẽ cạnh tranh với nút 7nm của TSMC, mặc dù các số không khớp với nhau.

Chips di động sẽ thấy những cải tiến lớn nhất

Một nút thu nhỏ không chỉ là về hiệu suất mặc dù; nó cũng có ý nghĩa rất lớn đối với chip điện thoại di động và máy tính xách tay năng lượng thấp. Với 7nm (so với 14nm), bạn có thể có hiệu suất cao hơn 25% dưới cùng một công suất hoặc bạn có thể có được hiệu suất tương tự cho một nửa công suất. Điều này có nghĩa là thời lượng pin dài hơn với cùng hiệu suất và chip mạnh hơn nhiều cho các thiết bị nhỏ hơn vì bạn có thể thực hiện hiệu quả gấp đôi hiệu suất cho mục tiêu năng lượng hạn chế. Chúng ta đã thấy chip A12X của Apple nghiền nát một số chip Intel cũ hơn trong các điểm chuẩn, mặc dù chỉ được làm mát thụ động và đóng gói bên trong điện thoại thông minh, và đó chỉ là chip 7nm đầu tiên tung ra thị trường.

Một nút thu nhỏ luôn là tin tốt, vì các chip nhanh hơn và tiết kiệm năng lượng hơn ảnh hưởng đến gần như mọi khía cạnh của thế giới công nghệ. Năm 2019 sẽ là một năm thú vị của công nghệ với các nút mới nhất này và thật tốt khi thấy luật của Moore chưa hoàn toàn chết.