Через пару дней выйдут первые потребительские устройства - iPhone и iPad - на 5-нанометровом процессе. Справедливости ради стоит отметить, что Apple не первые в этом деле (в прошлом году Samsung начал производить такие же чипы), но все-таки это полноценная революция. У нас были переходы на 14нм, потом на 10, потом 7, но сейчас только несколько компаний в мире умеют делать 5-нм чипы, и - несмотря на то, что вроде бы это просто цифра - это может стать большой революцией в чипах.
Давно, лет 20 назад, скорости процессоров росли каждый год, но вдруг почему-то встали, и вместо этого производители начали хвастаться количеством ядер (олды вспомнят то самое "два ядра, два гига"). Но почему-то процессоры все равно становились быстрее - как раз-таки из-за меньших нанометров.
Рост остановился из-за - в основном - скорости света. Чтобы умножить два числа - нужно передать их значение между несколькими транзисторами, а потом сделать некую операцию (накопить заряд на "базе") и чем дальше они находятся, тем дольше проходит это действие при той же тактовой частоте. При этом накопление заряда зависит в том числе от размера транзистора - чем меньше транзистор, тем меньше энергии ему надо передать, тем ниже этот размер от "потолка", после которого процессор перегреется. Так что функция времени становится, условно, O(distance + power), и в целом ее можно свести к O(distance). При этом Каждый раз (45-32-22-14-10-7-5) выигрыш по скорости выходит где-то около 30%. Но учетом того, что процессоры (если угрублять) двух- и трех-мерные (это примерно 10-слойные "бутерброды" все-таки) - то выигрыш становится сильно больше, и маркетинговые заявления в 80% в некоторых синтетических тестах становятся правдой. В реальности все гораздо сложнее, как всегда, и хорошо отработанный и выверенный процесс на 10мм был сравним с первыми процессорами на 7мм.
Intel, например, это взял вообще как свою стратегию, назвав ее "тик-так": сначала сделай процессор на новом процессе не хуже прошлых, потом сделай следующий на том же процессе лучше. Увы, у Intel нынче дела идут так себе: с одной стороны Microsoft опять пытается перенести Windows на ARM, с другой - Apple переходит на собственные процессоры, с третьей - все попытки зайти на мобильный рынок провалились. Как можно видеть, с оппортунизмом у Intel выходит так себе.
Поэтому - да, заявления уровня "все стало на 40% быстрее" Apple делает вполне себе честно, но есть очень интересный нюанс: где-то в районе 6нм находится рубеж, после которого появляется эффект квантого туннелирования. Последние годы производители чипсетов натурально начали оперировать уровнем отдельных электронов, но это еще больший рубеж. Для понимания - фиолетовый свет светит на 400нм. В одном шаге волны фиолетового цвета - 80 "шагов печати" такого процессора, и мне, честно говоря, сложно и страшно представлять сумеречный гений тех людей, что смогли освоить инженерию такого масштаба.
Но квантовые эфекты - это что-то за гранью человеческого понимания. Условно говоря - представьте себе зеркало, на которое можно посветить, и за которым будет появляться часть этого света, хотя по всем параметрам это зеркало является абсолютно качественным, честным и не способным пропускать свет.
Нюанс этого заключается в том, что на квантовом туннелировании можно построить новые схемы транзисторов - меньшего размера, меньшего энергопотребления и нагрева, нежели те, что есть сейчас. Apple сделали процессоры на этом процессе, но они, кажутся, скорее борются с квантовым туннелированием, нежели осваивают его (иначе бы заявляли, что ускорились не на 40%, а на 200%), но сам факт, что мы смогли взять этот рубеж, говорит о том, что в недалеком будущем - несколько лет - произойдет революция в процессорах. Все инструменты уже у нас в руках, осталось совместить их.
