Fala-se muito sobre novos processos de fabricação de CPUs. Não faz muito tempo, a conversa girava em torno de 10nm e 7nm . O último “nm” para entrar no jogo é 5 nm, que já está em uso em alguns dispositivos e está se dirigindo para PCs em um futuro próximo.
Projetos de 5nm mais recentes, como outros processos de fabricação anteriores, prometem melhor eficiência de energia e desempenho mais rápido e apenas empurram a tecnologia de CPU para frente. Antes de entrarmos em tudo isso, no entanto, vamos falar sobre o que significa um novo processo de fabricação e a mudança para um novo nó de processo.
Índice
O que significa um novo nó de processo?
No fundo, mudar para um novo processo significa mudar a maneira como um processador é fabricado. Normalmente, isso significa reduzir os transistores, permitindo que as empresas coloquem mais deles em uma determinada área do silício. A densidade do transistor é o nome do jogo para melhorar um processador. Quanto mais transistores você tiver, mais cálculos um processador pode fazer e, portanto, mais poderoso ele pode ser.
É disso que trata a famosa Lei de Moore. Embora não seja uma lei científica verdadeira, e mais uma observação, a Lei de Moore previu que o número de transistores em um circuito integrado dobra a cada dois anos.
Para expressar o conceito de um nó de processo aprimorado, as empresas usam a nomenclatura ‘nm’. A Intel, por exemplo, usa CPUs de 14 nm para seus desktops e tem feito isso desde 2014. Em vez de focar em novos nós de processo para seus processadores de desktop, a empresa se concentrou em tornar os designs de 14 nm mais eficientes e poderosos. Desde então, essa abordagem atingiu um obstáculo, mas durante anos significou mais núcleos com velocidades mais rápidas, melhorando a arquitetura da CPU, em vez de mudanças substanciais no processo de fabricação.
A AMD, por sua vez, está migrando para novos nós para seus processadores Ryzen. A série Ryzen 1000 começou em 14nm, quatro anos depois a série Ryzen 5000 estava em uma versão melhorada de 7nm, com olhos em 5nm para uma nova geração em 2022.
Essa diferença se deve a uma série de fatores que fogem ao escopo deste artigo. Resumidamente, no entanto, a Intel fabrica suas próprias CPUs e por anos favoreceu a abordagem “ monolítica ” para design e produção de CPU. A AMD projeta seus próprios processadores não monolíticos, mas terceiriza a criação de novos processos de fabricação e produção para a TSMC, uma empresa com sede em Taiwan que também fabrica para empresas como Apple, Arm, Nvidia e outras.
Novos processos e seus respectivos números ‘nm’, no entanto, não se traduzem entre as empresas. Você não pode dizer, por exemplo, que um processador Intel 10nm será mais lento do que um processador AMD 7nm. Isso em parte porque ‘nm’ não é um padrão universal para comparar processadores concorrentes.
Então, do que se trata “nm”?
O termo “nm” significa nanômetro, uma medida minúscula que é um bilionésimo de um metro. É minúsculo , e houve um tempo em que os nós do processo eram realmente medidos em nanômetros reais. Normalmente definia o tamanho do comprimento da porta de um transistor e meio passo de metal (metade da distância entre o início de uma interconexão de metal e a próxima em um chip), que eram do mesmo tamanho. Essa realidade parou nos anos 90, no entanto, e desde então, a medição ‘nm’ nada mais foi do que um termo de marketing.
Um novo tamanho ‘nm’ indica que houve uma melhoria significativa na tecnologia de fabricação, mas não tem nada a ver com uma medição específica que você pode realizar no próprio processador.
É por isso que, por exemplo, muitos críticos dizem que o nó de 10 nm da Intel, que atualmente usa em laptops para famílias de CPU como Tiger Lake e Ice Lake, é comparável ao nó de 7 nm do TSMC.
Então, por que ‘nm’ ainda é usado? Basicamente, inércia. É o que as empresas de tecnologia sempre fizeram, então continuam fazendo isso.
Existem outras idéias por aí para diferentes convenções de nomenclatura, conforme relatado pelo IEEE Spectrum . Uma abordagem é mudar para algo chamado de métrica LMC, que expressa a densidade de lógica, memória e interconexões em um determinado processador. Depois, há a ideia de usar um número GMT (pitch de gate, pitch de metal, níveis), que retornaria às medições básicas da CPU, como gate e pitch de metal (não meio-pitch), além de indicar quantas camadas uma CPU tem— CPUs futuras podem usar a tecnologia de empilhamento para melhorar o desempenho.
Apesar dos esforços para mudar as convenções de nomenclatura, no entanto, os fabricantes de chips estão todos preocupados com o esquema de nomenclatura ‘nm’ por enquanto.
Quando veremos chips de 5 nm?
Se você tem um iPhone 12, já viu processadores de 5 nm, e o mesmo vale para a família do iPhone 13. A Qualcomm também possui vários processadores de 5 nm, incluindo o Snapdragon 780G e o Snapdragon 888. O último processador é usado no OnePlus 9 e outros. A família de telefones Galaxy S21 da Samsung também usa um processador de 5 nm, o Samsung Exynos 2100.
Quanto aos PCs, a AMD está programada para usar o processo de 5 nm da TSMC para uma nova geração de processadores de desktop Ryzen em 2022 .
Os processadores Intel 5nm também estão chegando, mas é esperado que demore um pouco. Os processadores de desktop da empresa devem sair de 14 nm e passar para 10 nm com Alder Lake no final de 2021 ou no início de 2022. Depois disso, um processo de 7 nm é esperado no final de 2022 ou 2023 e, em 2024, poderá haver um processador Intel de 5 nm . Este cronograma pode mudar, mas agora é mais ou menos o que os observadores da Intel estão esperando.
Curiosamente, com base no que a Intel está dizendo, seus CPUs de 5nm deveriam ser os primeiros a abandonar a noção de ‘nm’ optando por 20A (A como em Angstrom ). Assim como ‘nm’, entretanto, a era Angstrom da Intel também envolve terminologia de marketing e não uma referência a medições reais.
5nm: The Bottom Line
Embora os processadores de 5 nm já estejam aqui na forma móvel e indo para os PCs em breve, não dê muito valor ao termo além de diferenciar a melhoria em um processo de fabricação de outro dentro de uma determinada empresa.
