Hvad betyder “7nm” og “10nm” for CPU’er, og hvorfor betyder de noget?

CPU’er er lavet ved hjælp af milliarder af små transistorer, elektriske porte, der tænder og slukker for at udføre beregninger. De tager strøm til at gøre dette, og jo mindre transistoren er, jo mindre strøm kræves der. “7nm” og “10nm” er målinger af størrelsen af ​​disse transistorer – “nm” er nanometer, en minimal længde – og er en nyttig metrik til at bedømme, hvor kraftig en bestemt CPU er.

Til reference er “10nm” Intels nye fremstillingsproces, der skal debutere i Q4 2019, og “7nm” refererer normalt til TSMC’s proces, som er det, AMDs nye CPU’er og Apples A12X-chip er baseret på.

Så hvorfor er disse nye processer så vigtige?

Moores lov, en gammel iagttagelse af, at antallet af transistorer på en chip fordobles hvert år, mens omkostningerne halveres, holdt sig længe, ​​men har været langsommere på det seneste. Tilbage i slutningen af ​​90’erne og begyndelsen af ​​2000’erne krympede transistorer i størrelse med det halve hvert andet år, hvilket førte til massive forbedringer på en regelmæssig tidsplan. Men yderligere krympning er blevet mere kompliceret, og vi har ikke set en transistor skrumpe fra Intel siden 2014. Disse nye processer er de første store krympninger i lang tid, især fra Intel, og repræsenterer en kort genoplivning af Moores lov.

Med Intels efterslæb har selv mobile enheder haft en chance for at indhente det efterslæb, hvor Apples A12X-chip er fremstillet på TSMCs 7nm-proces, og Samsung har deres egen 10nm-proces. Og med AMD’s næste CPU’er på TSMC’s 7nm-proces, markerer dette en chance for dem til at springe forbi Intel i ydeevne og bringe sund konkurrence til Intels monopol på markedet – i hvert fald indtil Intels 10nm “Sunny Cove”-chips begynder at ramme hylderne.

Hvad “nm” virkelig betyder

CPU’er er lavet vha fotolitografi, hvor et billede af CPU’en er ætset på et stykke silicium. Den nøjagtige metode til, hvordan dette gøres, omtales normalt som procesknudepunktet og måles på, hvor små producenten kan lave transistorerne.

Da mindre transistorer er mere strømeffektive, kan de lave flere beregninger uden at blive for varme, hvilket normalt er den begrænsende faktor for CPU-ydelsen. Det giver også mulighed for mindre matricestørrelser, hvilket reducerer omkostningerne og kan øge tætheden ved de samme størrelser, og det betyder flere kerner pr. chip. 7nm er effektivt dobbelt så tæt som den tidligere 14nm node, hvilket gør det muligt for virksomheder som AMD at frigive 64-kerne serverchips, en massiv forbedring i forhold til deres tidligere 32 kerner (og Intels 28).

Det er dog vigtigt at bemærke, at selvom Intel stadig er på en 14nm-node, og AMD er indstillet på at lancere deres 7nm-processorer meget snart, betyder det ikke, at AMD’er vil være dobbelt så hurtige. Ydeevnen skalerer ikke nøjagtigt med transistorstørrelsen, og i så små skalaer er disse tal ikke længere så præcise. Måden hvert halvlederstøberi måler på kan variere fra den ene til den anden, så det er bedst at tage dem mere som marketingudtryk, der bruges til at segmentere produkter i stedet for nøjagtige målinger af effekt eller størrelse. For eksempel forventes Intels kommende 10nm node at konkurrere med TSMCs 7nm node, på trods af at tallene ikke stemmer overens.

Mobile Chips vil se de største forbedringer

En knudekrympning handler dog ikke kun om ydeevne; det har også enorme konsekvenser for energibesparende mobil- og bærbare chips. Med 7nm (sammenlignet med 14nm) kan du få 25 % mere ydeevne under samme effekt, eller du kan få den samme ydeevne for halvdelen af ​​effekten. Dette betyder længere batterilevetid med samme ydeevne og meget mere kraftfulde chips til mindre enheder, da du effektivt kan passe dobbelt så meget ydeevne ind i det begrænsede effektmål. Vi har allerede set A12X-chippen fra Apple knuse nogle ældre Intel-chips i benchmarks, på trods af at den kun er passivt afkølet og pakket inde i en smartphone, og det er blot den første 7nm-chip, der kommer på markedet.

En node shrink er altid gode nyheder, da hurtigere og mere strømeffektive chips påvirker næsten alle aspekter af teknologiverdenen. 2019 bliver et spændende år for teknologi med disse seneste noder, og det er godt at se, at Moores lov ikke er helt død endnu.