ซีพียูสร้างขึ้นโดยใช้ทรานซิสเตอร์ขนาดเล็กหลายพันล้านตัวประตูไฟฟ้าที่เปิดและปิดเพื่อทำการคำนวณ พวกมันใช้พลังงานในการทำเช่นนี้และยิ่งทรานซิสเตอร์มีขนาดเล็กก็จะต้องใช้พลังงานน้อยลง “ 7 นาโนเมตร” และ“ 10 นาโนเมตร” คือการวัดขนาดของทรานซิสเตอร์เหล่านี้ -“ นาโนเมตร” เป็นนาโนเมตรความยาวขั้นต่ำและเป็นเมตริกที่มีประโยชน์ในการตัดสินว่าซีพียูตัวใดตัวหนึ่งมีประสิทธิภาพเพียงใด
สำหรับการอ้างอิง“ 10nm” คือกระบวนการผลิตแบบใหม่ของ Intel ซึ่งจะเปิดตัวในไตรมาสที่ 4 ปี 2019 และโดยปกติแล้ว“ 7nm” จะหมายถึงกระบวนการของ TSMC ซึ่งเป็นซีพียูใหม่ของ AMD และชิป A12X ของ Apple
เหตุใดกระบวนการใหม่เหล่านี้จึงมีความสำคัญ?
กฎของมัวร์ ข้อสังเกตเก่า ๆ ที่จำนวนทรานซิสเตอร์บนชิปเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าทุกปีในขณะที่ต้นทุนลดลงครึ่งหนึ่งซึ่งถือเป็นเวลานาน แต่ได้ชะลอตัวลงในช่วงที่ผ่านมา ย้อนกลับไปในช่วงปลายทศวรรษที่ 90 และต้นปี 2000 ทรานซิสเตอร์จะลดขนาดลงครึ่งหนึ่งทุกๆสองปีซึ่งนำไปสู่การปรับปรุงครั้งใหญ่ตามกำหนดเวลาปกติ แต่การหดตัวต่อไปมีความซับซ้อนมากขึ้นและเราไม่ได้เห็นทรานซิสเตอร์หดตัวจาก Intel ตั้งแต่ปี 2014 กระบวนการใหม่เหล่านี้เป็นการลดขนาดครั้งใหญ่ครั้งแรกในระยะเวลาอันยาวนานโดยเฉพาะจาก Intel และแสดงถึงการรื้อฟื้นกฎของมัวร์โดยย่อ
ด้วยความล้าหลังของ Intel แม้แต่อุปกรณ์พกพาก็มีโอกาสที่จะตามทันด้วย ชิป A12X ของ Apple ถูกผลิตด้วยกระบวนการ 7 นาโนเมตรของ TSMC และ Samsung มีกระบวนการ 10 นาโนเมตรเป็นของตัวเอง และด้วยซีพียูตัวถัดไปของ AMD ในกระบวนการ 7nm ของ TSMC นี่เป็นโอกาสที่พวกเขาจะก้าวข้ามผ่านประสิทธิภาพของ Intel และนำการแข่งขันที่ดีมาสู่การผูกขาดของ Intel ในตลาดอย่างน้อยก็จนกว่าชิป“ Sunny Cove” ขนาด 10 นาโนเมตรของ Intel จะเริ่มชนชั้นวาง
"นาโนเมตร" หมายถึงอะไรจริงๆ
ซีพียูถูกสร้างขึ้นโดยใช้ไฟล์ โฟโตลิโทกราฟี โดยที่ภาพของ CPU ถูกฝังลงบนชิ้นส่วนของซิลิกอน วิธีการที่แน่นอนในการดำเนินการนี้มักเรียกว่า โหนดกระบวนการ และวัดจากขนาดเล็กที่ผู้ผลิตสามารถสร้างทรานซิสเตอร์ได้
เนื่องจากทรานซิสเตอร์ขนาดเล็กจะประหยัดพลังงานมากกว่าจึงสามารถคำนวณได้มากขึ้นโดยไม่ร้อนเกินไปซึ่งโดยปกติจะเป็นปัจจัย จำกัด ประสิทธิภาพของ CPU นอกจากนี้ยังช่วยให้มีขนาดแม่พิมพ์ที่เล็กลงซึ่งจะช่วยลดต้นทุนและสามารถเพิ่มความหนาแน่นในขนาดเดียวกันได้ซึ่งหมายความว่ามีจำนวนคอร์ต่อชิปมากขึ้น 7nm มีประสิทธิภาพหนาแน่นเป็นสองเท่าของโหนด 14nm ก่อนหน้าซึ่งช่วยให้ บริษัท ต่างๆเช่น AMD สามารถเปิดตัวได้ ชิปเซิร์ฟเวอร์ 64 คอร์ ซึ่งเป็นการปรับปรุงครั้งใหญ่จาก 32 คอร์ก่อนหน้า (และ 28 ของ Intel)
สิ่งสำคัญที่ควรทราบคือแม้ว่า Intel จะยังอยู่ในโหนด 14nm และ AMD ได้รับการตั้งค่าให้เปิดตัวโปรเซสเซอร์ 7nm ในเร็ว ๆ นี้ แต่ก็ไม่ได้หมายความว่า AMD จะเร็วเป็นสองเท่า ประสิทธิภาพไม่ได้ปรับขนาดตามขนาดทรานซิสเตอร์อย่างแน่นอนและด้วยสเกลเล็ก ๆ ตัวเลขเหล่านี้จะไม่แม่นยำเท่าอีกต่อไป วิธีการวัดการหล่อเซมิคอนดักเตอร์แต่ละแบบอาจแตกต่างกันไปดังนั้นจึงควรใช้คำเหล่านี้เป็นคำทางการตลาดที่ใช้แบ่งกลุ่มผลิตภัณฑ์มากกว่าการวัดกำลังหรือขนาดที่แน่นอน ตัวอย่างเช่นคาดว่าโหนด 10nm ที่กำลังจะมาถึงของ Intel จะแข่งขันกับโหนด 7nm ของ TSMC แม้ว่าตัวเลขจะไม่ตรงกันก็ตาม
ชิปมือถือจะเห็นการปรับปรุงที่ใหญ่ที่สุด
การหดตัวของโหนดไม่ได้เป็นเพียงแค่ประสิทธิภาพเท่านั้น นอกจากนี้ยังมีผลกระทบอย่างมากสำหรับชิปมือถือและแล็ปท็อปที่ใช้พลังงานต่ำ ด้วย 7 นาโนเมตร (เทียบกับ 14 นาโนเมตร) คุณจะได้รับประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น 25% ภายใต้พลังงานเดียวกันหรือคุณอาจได้รับประสิทธิภาพเท่ากันโดยใช้พลังงานเพียงครึ่งเดียว ซึ่งหมายถึงอายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่ยาวนานขึ้นด้วยประสิทธิภาพเท่าเดิมและชิปที่ทรงพลังกว่ามากสำหรับอุปกรณ์ขนาดเล็กเนื่องจากคุณสามารถใส่ประสิทธิภาพได้มากขึ้นถึงสองเท่าในเป้าหมายพลังงานที่ จำกัด เราได้เห็นไฟล์ ชิป A12X จาก Apple บดขยี้ชิป Intel รุ่นเก่าบางตัวในเกณฑ์มาตรฐาน แม้ว่าจะเป็นเพียงการระบายความร้อนแบบเฉยๆและบรรจุไว้ในสมาร์ทโฟน แต่นั่นเป็นเพียงชิป 7 นาโนเมตรตัวแรกที่เข้าสู่ตลาด
การหดตัวของโหนดเป็นข่าวดีเสมอเนื่องจากชิปที่เร็วขึ้นและประหยัดพลังงานมากขึ้นส่งผลกระทบต่อเกือบทุกด้านของโลกเทคโนโลยี ปี 2019 จะเป็นปีที่น่าตื่นเต้นสำหรับเทคโนโลยีที่มีโหนดล่าสุดเหล่านี้และเป็นเรื่องดีที่กฎหมายของมัวร์ยังไม่ตาย
