Всем привет, дорогие друзья. Рад вас видеть! Эту статью я пишу с древнего ноутбука, внутри которого весьма мощное (по тем временам) железо - Core 2 Duo T9300 и 8600M GT. Железо на топорных техпроцессах - 45 и 80 нанометров соответственно, однако вот те на - процессор тут кушает 35 ватт, а видеокарта - 20 ватт, блок питания имеет мощность всего в 120 ватт, и это - древний ноутбук, который стоил несколько тысяч долларов и позиционировался как "лучше не найдешь".
Сейчас у любого игрового ноутбука подобного класса теплопакет будет вдвое выше. То же самое касается и остального железа - со временем его аппетиты только растут, но при этом все производители заявляют о высокой энергоэффективности. Что здесь нечисто?
Энергоэффективность
Чем меньше техпроцесс - тем меньше энергии надо одному отдельному транзистору для выполнения своей работы, тем меньше потери, и тем меньше в итоге этот транзистор разогреется. Это правда. Размер транзистора неуклонно снижается (точнее, снижался, но об этом позже), однако здесь важно помнить и про плотность их размещения.
Хоть каждый отдельный транзистор размером в 10 нанометров и будет намного эффективнее своего 90-нанометрового собрата, на самом кристалле производители вытравят большее количество транзисторов, раз эдак в сто. Да, новый процессор будет намного энергоэффективнее, однако и потреблять он может значительно больше, чем старый, просто потому что транзисторов в него упаковали кратно больше.
Так что энергоэффективность и энергопотребление - это разные параметры, и от энергоэффективности кристалла его энергопотребление зависит лишь косвенно.
Гонка за производительностью
Как мы знаем, производителей на рынке десктопного железа всего три: AMD (процессоры и видеокарты), intel (процессоры и что-то вроде видеокарт) и Nvidia (пока только видеокарты). Эти ребята примерно раз в год-два выпускают новую линейку комплектующих, которая должна как-то выгодно отличаться от предыдущей, в первую очередь производительностью.
И вот как увеличить производительность? Увеличить частоту, увеличить количество транзисторов, увеличить количество инструкций за такт. И если первый вообще не требует транзисторов (зато ведет к огромному нагреву), приходится поднимать его постепенно, а вот с транзисторами все просто: чем больше - тем лучше, так как из транзисторов и состоит вся логическая цепь процессора. Транзисторы формируют ядра, кэш и все прочее.
И вот у нас есть два чипа: на одном техпроцесс на 20% тоньше, зато в полтора раза больше транзисторов, каждый из которых имеет свое сопротивление току, то есть - греется. При этом частотная гонка, внезапно, снова актуальна - а значит на них еще и напряжение задирают во имя частоты, что также ведет к моментальному увеличению тепловыделения.
Короче говоря, производители что процессоров, что видеокарт, постоянно пытаются упаковать в свои процессоры больше транзисторов, попутно увеличив их частоту. Раньше это хотя бы как-то купировалось снижением технологических норм, теперь же - нет, так как технологии просто не успевают развиваться с такой скоростью. В итоге транзисторы одного и того же размера просто стараются упаковать плотнее, что и приводит к конскому увеличению тепловыделения.
Как это "одного размера"?
Можете спросить вы, и будете удивлены. Современные "нанометры" - это чистой воды маркетинг. Вот, например, сравнение реального размера транзистора 7 нм TSMC с 10-нм intel:
Шутка в том, что вот эта цифра, которая указана в характеристиках процессора - она может быть взята хоть откуда, производители позиционируют это как "ну, это же техпроцесс, а не размер транзистора". Реальность такова, что примерно после 14 нанометров, уменьшение транзисторов сильно замедлилось, а вот необходимость в плотном их размещении - возросла.
Так что верить в маркетинговые сказки про "нанометры" я бы не стал. Даже если на практике это не сказка, а "некое небольшое преувеличение достижений научного прогресса". И даже если посмотреть на картинку с сравнением 14-нанометрового ТП с 7-нанометровым, возникнут вопросы:
Некоторые ребята пишут, что закон Мура все еще жив, по факту - это достигается более плотной компоновкой, а не снижением размера транзисторов (что отлично видно по тепловыделению нынешних процов по сравнению с предыдущими, где у i7 920 и i7 4770 вдвое различается число транзисторов, при этом у 4770 еще и TDP ниже чуть ли не вдвое, и частота повыше почти на 800 МГц). Кстати, у i7 920 это 45 nm, а у 4770 - 22 nm. Делаем выводы - в i7 4770 между 45 нм и 22 ни у intel действительно огромная разница. Не знаю, насколько это хороший пример, кажется показательный.
И да, транзисторы продолжают уменьшаться в размерах, но не так быстро, как их пытаются впихивать.
Когда все это кончится?
С одной стороны - сейчас развиваются облачные сервисы, для которых не нужно мощное железо на компьютере-клиенте. Уже сейчас можно собрать сравнительно недорогую машину, которой надо будет тянуть только интернет.
Если же нужна большая вычислительная мощность на месте, то никуда не деваться - либо брать железо классом пониже (которое все равно будет производительнее древних топов), либо терпеть и городить огромные системы охлаждения вокруг нынешних топовых железок. В принципе, сейчас мы имеем то же самое.
Так что "похолодания" железок я бы не стал, по крайней мере, в ближайшие лет пять - только если хитрыми системами охлаждения или технологиями. У меня же на этом все, если было интересно - не забудь поставить лайк и подписаться на канал. Скоро увидимся!
