Сейчас, практически любое устройство обладает процессором. Прогресс не стоит на месте и с каждым годом добавляется разный функционал в устройства, для более удобного и комфортного взаимодействия с ними. И что бы продукт стал "умнее" он оснащается процессором. Об этом я сегодня вкратце расскажу.
С чего все началось
Первый процессор, который запустили в производство в коммерческих целях, стал Intel 4004 в 1971 году. Это был настоящий технологический прорыв, ведь до этого ничего подобного не производилось. На его площади использовалось 2250 транзисторов. Позже, в 1978 году, был создан процессор Intel 8086 и на его площади размещалось уже 29 тысяч транзисторов. Сейчас, в 2021 году на процессорах могут располагаться миллиарды транзисторов и это все благодаря техпроцессу, про который и пойдет речь дальше.
Для исторической справки - до транзисторов для производства процессоров использовались вакуумные лампы. Чтобы собрать компьютер для математических вычислений требовалось порядка 17500 вакуумных ламп, потребляла такая "машина" порядка 150кВт, занимала порядка 170 квадратных метров и достигала в весе несколько десятков тонн.
Все эти аспекты сильно ограничивали технические возможности компьютеров. И в 1959 году Роберт Нойс, один из основателей компании Fairсhild Semiconductor Company в Кремниевой долине, изобрёл интегральную схему на основе кремния, принципы которой легли в основу производства всех микропроцессоров.
Транзисторы
Транзистор в процессоре можно представить в роли своеобразного переключателя. Если ток через него проходит — это 1, если нет — то это 0. И таких переключателей в современных процессорах миллиарды. Разная последовательность нулей и единиц образует информацию — программы, музыку, картинки, видео и даже этот текст.
Транзисторы со временем тоже претерпели различные изменения как по размеру так и по форме и все для того, чтобы можно было их установить на чип как можно больше.
Кремний
Кремний производится из самого обычного песка. Но есть один нюанс, чтобы произведенный кремний можно было использовать дальше в производстве, его чистота должна быть 99,999999%. Чтоб этого достичь, материал подвергают различным химическим обработкам и переплавляют и наращивают в один большой кристалл, а далее нарезают на пластины. В дальнейшем он шлифуется, часто применяется химическая шлифовка, чтобы пластина была идеально гладкой без шероховатостей, в противном случае она отправляется в брак.
О нанометрах
Чтобы было проще представить, возьмем обычный человеческий волос, на срезе в диаметре он представляет собой 80-10 тысяч нанометров. Если бы на нем в теории расположить современные транзисторы, их бы уместилось порядка 16 тысяч. Если вернуться к нашим современным реалиям, вирус COVID-19 имеет размер 110 нанометров, на нем разместилось бы около 20 транзисторов.
Чем меньше размер транзистора в нанометрах, тем: выше скорость работы. В сегменте мобильных процессоров самым быстрым сегодня считается , Samsung Exynos 2100 и Qualcomm Snapdragon 888, которые выполнены по 5-нанометровому технологическому процессу — это максимально крутое значение, которое доступно на сегодняшний день. За уменьшением техпроцесса зачастую следует именно увеличение производительности. Она сегодня жизненно нужна для использования нейронных сетей, для дополненной реальности, работы с графикой в любом месте и в удобное время.
Samsung
Напомню, Samsung является одним из мировых лидеров по производству чипов, и многие наши модели смартфонов работают именно на родных процессорах.
В данный момент, на 2021, самый передовой процессор Exynos 2100 на 5 нанометровом техпроцессе. В действительности уменьшение тех процесса влияет на производительность и энергоэфективность. Exynos 2100 отлично это демонстрирует, если сравнить его с нашим прошлогодним Exynos 990 на 7 нанометровом техпроцессе. Производительность, взаимодействие с нейросетями и в особенности энергоэфективность реально шагнули вперед.
Если кому интересны цифры, то приведу сравнительную таблицу.
Что нас ждет в будущем
Примерно к 2029 году, компании производители планируют освоить 1,4 нм технологию. Естественно, для этого компании должны сделать новое оборудование для производства, провести много исследований, а также обучить персонал, который и будет всё это производить. Мне кажется, что этот момент наступит быстрее, чем прогнозируют. Например самый крупный мировой производитель чипов TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company) уже исследуют 2нм техпроцесс. Так что, следим за новостями Samsung, так как они одни из главных претендентов на лидерство в этой сфере в будущем.
Также у меня есть канал на YouTube! Присоединяйтесь!
Свои вопросы и предложения отправляйте по адресу cvetkov2010@gmail.com.
Буду благодарен за поддержку на развитие моего канала.
https://sobe.ru/na/mobile_shield
Поддержите меня лайками и комментариями!