В последние годы между крупными компаниями в области производства высокотехнологичной электроники ведется настоящая гонка. Все стремятся перейти на более тонкий техпроцесс – недавно TSMC анонсировало разработку 1,4-нм техпроцесса. Однако далеко не все понимают, что это за величина, к чему она относится и есть ли в ней какой-то смысл? Оказывается, что все это не более чем маркетинговый шилдик.
Как считали техпроцесс раньше
Одним из ключевых этапов создания процессоров является фотолитография. Если не вдаваться глубоко в подробности, то это специальная методика, которая с помощью ультрафиолета и маски формирует необходимый «рисунок» на кремниевой заготовке. Сформированный «след» как раз и является готовым транзистором.
Насколько маленький «рисунок» можно сделать – здесь все зависит от разрешающей способности фотолитографического оборудования. Вот здесь инженеры и производители решили ввести такое понятие, как технорма. Чтобы иметь возможность проводить оценочное сравнение процессоров, выпущенных на разном оборудовании, за техпроцесс приняли разрешающую способность фотолитографии.
Этот параметр не показывает фактический размер транзистора, как многие думают – он указывает на размер затвора транзистора. Проще говоря, техпроцесс показывает, насколько маленьким можно сделать колесо, но не сам автомобиль. Уменьшение техпроцесса стало показателем не только большего числа транзисторов, но и совершенствования оборудования.
Но самое главное, сравнивая два процессора по одинаковой технорме вы могли точно знать, что транзисторы в них имеют одинаковые размеры.
Что произошло с техпроцессом?
Вышеописанное правило работало до техпроцесса 130 нм. После этого величина техпроцесса стала сугубо условной.
Например, 90 нм уже не показывал разрешающую способность оборудования, а тот самый затвор транзистора имел отличные от 90 нанометров размеры. Так откуда взялось это число? Все дело в законе Мура, который гласит об увеличение количества транзисторов на кристалле вдвое каждые два года.
Если, например, в чипе мы оставим число транзисторов тем же, то уменьшится в два раза площадь кристалла. Если перевести это уменьшение в линейные размеры – то получится значение 1,4142. А теперь давайте поделим наши 130 нм на 1,4142. Мы получим значение приблизительно как раз в 90 нм! Вот так и получился этот техпроцесс. Проще говоря он показывает, что количество транзисторов в новом процессоре было увеличение вдвое.
Именно по этому правилу были сформированы техпроцессы 65 нм, 45 нм и другие. Эти числа фактически не отображают каких-либо реальных размеров транзисторов или его частей. С появлением таких норм как 14 нм, 7 нм, 5нм и меньше техпроцесс стал сугубо маркетинговым показателем. Проще говоря, меньшая величина не обязательно говорила о превосходстве процессора.
О чем идёт речь – вот наглядный пример:
Как видно, физические размеры затвора транзисторов Intel по техпроцессу 14 нм (+++) лишь немного уступает TSMC по технологии 7 нм, хотя по логике разница должна быть вдвое! Некоторые техпроцессы действительно имеют схожие физические размеры, но точно не идентичные. К тому же, самая ощутимая разница между Intel и продукцией от TSMC.
Различаются и 5 нм у Samsung и 5 нм у TSMC:
Таким обозом, все эти нанометровые значения никакой физической оценки не несут, и, например переход с 5 нанометров на 3 нанометра не дает понятия, насколько вырастет эффективность или число транзисторов на кристалле.