Intelは一般的にどこにありますか？かろうじて10nmをクロールしましたか？
これらのナノメーターが何を測定するかを調べることにしましたか？そして、それらを測定することはとても重要ですか、それとも単なるマーケティングですか？そして、Intelは本当にとても神のない時代遅れですか？
スマートフォンやコンピューターのプロセッサーに移る前に、少し基本的なことですが、プロセッサーはどのように機能しますか？
このトランジスタに会いましょう！すべてのプロセッサの重要な要素。実際、トランジスタはスイッチです。電流はそこを流れます-これは1です、電流は流れません-これは0です。これにより、バイナリシステムでのカウントが可能になります-すべてのプロセッサの基礎です！
以前は、トランジスタは真空バルブでした。条件付き-オンまたはオフ：1または0。
何とかしてすべてが機能するために、そのような電球がたくさんありました。たとえば、水素爆弾の作成に関与した1946年のENIACコンピューターには、17.5千本の真空管があり、重量は27トン、占有面積は167平方メートルでした。同時に、彼は150kWの電力を食べました。
そして、ここに注意を払う価値のある重要なポイントの1つがあります。繰り返しになりますが、これらの17.5千個の電球の消費電力は150kWでした。
しかし、1960年代初頭には、革命がありました。それは、電界効果トランジスタの発明と生産の始まりです。彼らは最初の半導体としてシリコンを持っています-したがって、よく知られているシリコン、つまりシリコンバレーです！
そして、それが始まりました！トランジスタのサイズが大幅に縮小されたため、消費電力と占有スペースが大幅に削減されました。そして、コンピューティングにおけるトランジスタの数は途方もない速度で増加し始めました！そしてそれでコンピューティングシステムの力！
1971年にリリースされた最初の産業用プロセッサIntel4004には、2,250個のトランジスタが搭載されていました。
そして今、例えば、これらのトランジスタのA13バイオニックでは85億-それは地球上の人々よりも多いです！それではさようなら…
しかし、現代のトランジスタは一般的にどれだけ減少しましたか、それらはどれくらい小さいのでしょうか？簡単な比較、理解しやすい-たとえば、人間の髪の毛と！
そのカットは、7ナノメートルのプロセス技術を使用して作られた約150万の最新のトランジスタに対応できます！
つまり、Intel 4004プロセッサの4倍のトランジスタを、人間の髪の毛の太さに配置できます。
なぜそれを減らす必要があるのですか？ここではすべてが多かれ少なかれ明白です！
まず、トランジスタが小さいほど、消費電力が少なくなります。あなたはすでにチューブのものの例でこれを理解しました。
そして第二に、それらの多くがダイ上にあるため、生産性が向上します。二重のメリット！
そしてここで、技術プロセスまたはテクノロジーノードの概念に移ります-それは何ですか？
可能な限り単純化する場合、技術プロセスの値は、歴史的にトランジスタチャネルの最小長でした-写真でわかるように-トランジスタ全体のサイズと混同しないでください。
つまり、技術プロセスのサイズが小さいほど良いです-これは企業が私たちに伝えようとしていることですが、すべてがとても単純ですか？
そして、ここで他の何かが重要です。トランジスタは異なり、サイズだけでなく構造も異なります。
クラシック、プレーナ、またはフラットのトランジスタは、比較的最近、2012年に使用されなくなりました。彼らは三次元トランジスタに道を譲り、そこでチャネルを三次元に拡張し、その厚さを減らし、それによってトランジスタ自体を減らしました。この構造はFinFETと呼ばれ、現在使用されています。
このテクノロジーは、トランジスタのサイズを大幅に削減するのに役立ち、最も重要なこととして、主要なパフォーマンス指標の1つである、単位面積あたりのトランジスタ数を大幅に増やしました。
しかし、技術プロセスの概念は、今日では数年前と同じ意味ですか？
業界全体で非常に重要な傾向が観察されました-後続の各技術プロセスは前のプロセスよりも30％少なく、同じ電力消費を維持しながらトランジスタの数を2倍にするのに役立ちました-たとえば、130 * 0.7 = 90 nm、90 * 0.7 = 65 nm、次に最大45 nm、32 nmなど。
そして、これはまだムーアの法則に沿っています：
集積回路チップに配置されるトランジスタの数は、24か月ごとに2倍になります。
この数字ゲームの背後にあるものは何ですか？
技術的なプロセスはトランジスタゲートのサイズ、つまり、電流を通過させる、または通過させないチャネルの長さであり、このサイズが重要であることはすでにわかっています。
しかし、これは古い32 nmについて話している場合にのみ当てはまります。ルーラーで測定しても、すべてが正確です。そして、このパラメーターは文書化されました！
しかし、これは、技術プロセスの概念とその指定がいわゆる「半導体技術開発の国際計画」から除外された2009年まででした。
簡単に言えば、今日のプロセスで示されている数字は、単なるマーケティングラベルです。
メーカーは大騒ぎし、すべてを10、7、通常は5ナノメートルと呼び始めましたが、誰かがすでに3ナノメートルについて話しているのです！プロセッサの世代の簡単な指定として、これらすべてを引用符で囲むことができます！
これは、TSMC工場で7ナノメートルのプロセス技術を使用して製造されたAppleA12プロセッサの構造の例です。左下隅の目盛りに注意してください。
スケールを比較して計算すると、正式には7ナノメートルと呼ばれているにもかかわらず、チャネル幅は8ナノメートルであることがわかります。
それでは、Intelの10nmプロセスとTSMCの7nmプロセスを比較してみましょう。
ちなみに、今日TSMCはAMD用のプロセッサを製造し、AppleA13とSnapdragon865も製造している会社であることを知ってください。したがって、すべてのチップを一度に比較していることを考慮してください。
寸法に注意してください。 Intelの同じ10nmがTSMCの7nmとほぼ同じであることがすぐにわかります。つまり、IntelはAMDや他のメーカーにそれほど遅れをとっていません-彼らはマーケティングの戦いに負けただけですか？ここでも、すべてがそれほど単純ではありません！
突然、Intelはいくつかの点でTSMCを上回りました。
10nmのIntelダイの1平方ミリメートルを見てください。Apple、Qualcomm、またはAMDの7nmのものよりも約5％多くのトランジスタが適合します。
しかし同時に、密度の増加には欠点があります-加熱の増加です！
これは、Intelクリスタルがより強力であることを意味しますが、その密度のために、より熱くなります。したがって、同じ悪名高いスロットルが発生します。
また、TSMCによって製造されたプロセッサ-Apple QualcommとAMDは、ほぼ同じサイズのトランジスタがより広く配置されているため、正確にメリットがあります。
それらがどのようにそれを行うかは、内部アーキテクチャの問題であり、それらのプロセスの名前にある数ではありません。
N7FF +アーキテクチャを忘れたとは思わないでください-はい、Intelよりもさらに密度が高いですが、AMD Zen 2、ApplA13、Snapdragon 865チップについて言えば、すべてTSMC 7FFに基づいて作成されており、Intelの密度が低下します。
極端なUVリソグラフィーを使用して新しいN7FF +テクノロジーですでに製造されている唯一のプロセッサーは、Kirin 9905Gです。ここでは、もちろん、トランジスタの密度が大幅に増加します-15％も増加します！
理論的には、メーカーはわずかに異なる道をたどります。将来を見据えると、どちらがどちらであるかが明らかになります。これが、すべてがどのようになるかを示す兆候です。次世代チップです。
1平方ミリメートルあたりのトランジスタの密度に関する行に興味があります！
これらのデータによると、Intelはトランジスタの密度でSamsungとTSMCの両方を30％以上バイパスしています。これは、あるメーカーの7nmと別のメーカーの5nmをすでに比較しているにもかかわらずです。
この増加はどこから来るのですか？どうしてこのような密度の増加が可能でしょうか？プロットは単に爆発するか、派手な冷却システムでのみ機能しますか？
確かにそのようではありません。事実、IntelはHNSと呼ばれる完全に異なる構造のトランジスタに切り替えることを計画しています-水平ナノシート-これは私たちが飛躍することを可能にします！
しかし、Samsungにも同様の計画があります。それらは、Gate-All-AroundFET構造に向けて少し逆になります。
これは実際にはどのように見えるかです-それほどかわいいわけではありませんが、それらがどれほど小さいかを考えてください！
その結果、7nmと5nmの商品名の裏には建築の戦いがあり、将来的にはどちらの道が正しいのかを知ることができるようになるでしょう。
確かに言えることは、今後数年以内に、モバイルとデスクトップの両方のすべてのチップの間で大きな飛躍を遂げることです。
この点で、私たちはプロセッサのトピックを終わらせたくありません。なぜなら、私たちは生産プロセス中にそれを整理することを含めて、多くの情報と文書を研究したからです。たとえば、このプロセスのExtreme Ultraviolet Lithographyについて聞いたことがありますか？指で言えば、これはある種の幻想です-レーザーが当たった後、一滴のスズがプラズマに変わります：これが現代のプロセッサーが作成される方法です。しかし、インスタレーション自体は世界で1つの会社だけが作成でき、すべての巨人はそれに依存しています。