Cosa significano 7 nm e 10 nm per le CPU e perché sono importanti?

CPU su un circuito

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Le CPU sono realizzate utilizzando miliardi di minuscoli transistor, gate elettrici che si accendono e si spengono per eseguire calcoli. Prendono energia per farlo e più piccolo è il transistor, meno energia è richiesta. 7 nm e 10 nm sono misure delle dimensioni di questi transistor (nm sono nanometri, una lunghezza minuscola) e sono una metrica utile per giudicare quanto sia potente una particolare CPU.

Che cos IMPARENTATO Che cos'è un chip a 5 nm e perché 5 nm è così importante?

Per riferimento, 10 nm è il nuovo processo di produzione di Intel, che debutterà nel quarto trimestre del 2019, e 7 nm di solito si riferisce al processo di TSMC, che è ciò su cui si basano le nuove CPU di AMD e il chip A12X di Apple.





Allora perché questi nuovi processi sono così importanti?

La legge di Moore, una vecchia osservazione secondo cui il numero di transistor su un chip raddoppia ogni anno mentre i costi si dimezzano, è rimasta a lungo ma ultimamente sta rallentando. Tra la fine degli anni '90 e l'inizio degli anni 2000, i transistor si sono ridotti della metà ogni due anni, portando a enormi miglioramenti su un programma regolare. Ma un ulteriore restringimento è diventato più complicato e non abbiamo visto un transistor restringersi da Intel dal 2014. Questi nuovi processi sono i primi grandi restringimenti da molto tempo, specialmente da Intel, e rappresentano un breve riaccendersi della legge di Moore.

Con il ritardo di Intel, anche i dispositivi mobili hanno avuto la possibilità di recuperare il ritardo, con Chip A12X di Apple prodotto con il processo a 7 nm di TSMC e Samsung con il proprio processo a 10 nm. E con le prossime CPU di AMD sul processo a 7 nm di TSMC, questa rappresenta un'opportunità per loro di superare Intel in termini di prestazioni e portare una sana concorrenza al monopolio di Intel sul mercato, almeno fino a quando i chip Sunny Cove a 10 nm di Intel iniziano a colpire gli scaffali.



Cosa significa realmente nm

Vista ingrandita dei transistor su un processore

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Le CPU sono realizzate utilizzando fotolitografia , dove un'immagine della CPU è incisa su un pezzo di silicio. Il metodo esatto di come questo viene fatto è solitamente indicato come il nodo di processo ed è misurato da quanto piccolo il produttore può realizzare i transistor.

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Poiché i transistor più piccoli sono più efficienti dal punto di vista energetico, possono eseguire più calcoli senza surriscaldarsi, il che di solito è il fattore limitante per le prestazioni della CPU. Consente inoltre dimensioni die più piccole, che riducono i costi e possono aumentare la densità alle stesse dimensioni, il che significa più core per chip. 7 nm è effettivamente due volte più denso del precedente nodo 14 nm, il che consente ad aziende come AMD di rilasciare Chip per server a 64 core , un enorme miglioramento rispetto ai precedenti 32 core (e ai 28 di Intel).



È importante notare, tuttavia, che mentre Intel è ancora su un nodo a 14 nm e AMD è pronta a lanciare i suoi processori a 7 nm molto presto, ciò non significa che AMD sarà due volte più veloce. Le prestazioni non si adattano esattamente alle dimensioni del transistor e, su scale così piccole, questi numeri non sono più così precisi. Il modo in cui le misure di ciascuna fonderia di semiconduttori può variare l'una dall'altra, quindi è meglio considerarle più come termini di marketing utilizzati per segmentare i prodotti piuttosto che come misurazioni esatte di potenza o dimensioni. Ad esempio, il prossimo nodo a 10 nm di Intel dovrebbe competere con il nodo a 7 nm di TSMC, nonostante i numeri non corrispondano.

I chip mobili vedranno i maggiori miglioramenti

Processore Apple A9

Poravute Siriphiroon/Shutterstock.com

Tuttavia, una riduzione dei nodi non riguarda solo le prestazioni; ha anche enormi implicazioni per i chip mobili e laptop a bassa potenza. Con 7 nm (rispetto a 14 nm), potresti ottenere il 25% in più di prestazioni con la stessa potenza, oppure potresti ottenere le stesse prestazioni per metà della potenza. Ciò significa una maggiore durata della batteria con le stesse prestazioni e chip molto più potenti per dispositivi più piccoli poiché è possibile adattare efficacemente il doppio delle prestazioni nel target di potenza limitato. Abbiamo già visto il Chip A12X di Apple che schiaccia alcuni vecchi chip Intel nei benchmark , nonostante sia solo raffreddato passivamente e confezionato all'interno di uno smartphone, e questo è solo il primo chip a 7 nm ad arrivare sul mercato.


Una riduzione del nodo è sempre una buona notizia, come il passaggio a Chip 5nm , poiché i chip più veloci ed efficienti dal punto di vista energetico influenzano quasi ogni aspetto del mondo tecnologico. Il 2019 sarà un anno entusiasmante per la tecnologia con questi ultimi nodi ed è bello vedere che la legge di Moore non è ancora del tutto morta.

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Anthony Heddings è l'ingegnere cloud residente per LifeSavvy Media, scrittore tecnico, programmatore ed esperto della piattaforma AWS di Amazon. Ha scritto centinaia di articoli per How-To Geek e CloudSavvy IT che sono stati letti milioni di volte.
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