Tìm hiểu ý nghĩa thực sự của tiến trình 7nm, 10nm… trên CPU
Nguồn bài viết: Tìm hiểu ý nghĩa thực sự của tiến trình 7nm, 10nm… trên CPU
Dù là một người đam mê công nghệ hay đơn giản chỉ là một người dùng bình thường, chắc hẳn bạn đã không ít lần nghe đến cụm từ “quy trình 10nm” hay “quy trình 7nm” rồi đúng không?
Vậy ý nghĩa thực sự của tham số này là gì? Và nó sẽ ảnh hưởng như thế nào đến thiết bị công nghệ bạn đang sử dụng?
Vâng trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu xem những con số này thực sự có ý nghĩa gì? Được rồi, bây giờ chúng ta vào nội dung chính …
Ghi chú: Bài viết được tham khảo trên nhiều nguồn khác nhau, mang tính chất thảo luận là chủ yếu nên nếu có gì thiếu sót mong các bạn để lại comment bên dưới.
#Đầu tiên. Quy trình 7nm và 10nm… là gì?
Chip, vi xử lý hay còn gọi là CPU được coi là bộ não của các thiết bị điện tử (điện thoại thông minh, máy tính, máy tính bảng, v.v.)
Và khi nói đến CPU, bạn thường sẽ quan tâm hơn đến quy trình 7nm hoặc 10nm…
Bộ vi xử lý được tạo thành từ hàng tỷ bóng bán dẫn (hay còn gọi là Transistor) cực nhỏ, có 2 trạng thái ON và OFF tương ứng. 0 và 1 trong hệ nhị phân, hoặc bạn có thể coi nó như một công tắc.
Và tất nhiên, để hoạt động, các bóng bán dẫn này phải được cấp nguồn. Kích thước của bóng bán dẫn sẽ tỷ lệ thuận với điện năng tiêu thụ của CPU.
Tức là bóng bán dẫn càng nhỏ thì tiêu thụ điện năng càng ít. Chốt lại như vậy cho dễ hiểu!
Trong đó: 7nm, 10nm… là đơn vị đo kích thước của bóng bán dẫn. nm là viết tắt của nanomet (1 triệu nanomet = 1 milimet).
Hiện tại, 10 nm là quy trình sản xuất CPU mới nhất của Intel, và 7 nm là quy trình sản xuất CPU mới nhất của TSMC (đơn vị sản xuất chip).
Bây giờ tôi sẽ chia nó thành hai giai đoạn phát triển điển hình của các bộ vi xử lý hiện nay.
# 2. Công nghệ chip từ 2012 trở về trước
Tại thời điểm này, hầu hết các bộ vi xử lý đều được sản xuất trên quy trình 32nm hoặc lớn hơn.
Như bạn có thể thấy trong hình trên, chúng ta có các thành phần sau:
- CỔNG: Đây là thiết bị đầu cuối của cổng, khi có điện áp vào, nó sẽ điều khiển dòng điện chạy qua giữa hai thiết bị đầu cuối nằm bên dưới. Cực Gate được cách ly hoàn toàn với phần còn lại của bóng bán dẫn bởi một lớp điện môi mỏng (Gate Oxit).
- NGUỒN và DRAIN: Các điện tử sẽ di chuyển từ cổng NGUỒN sang cổng THOÁT VỊ và tạo thành dòng điện.
- ĐĂNG KÝ: Như một lớp đế Silicon
Khi nói về quy trình 32nm, nó cũng là về khoảng cách giữa hai cổng NGUỒN và LÀM KHÔ HẠN (quãng đường mà electron sẽ phải di chuyển để thay đổi trạng thái của Transistor).
Chúng tôi cũng có thể gọi Chiều dài cổng 32nm (trong đó Cổng là cực cổng và Chiều dài là chiều dài). Nói một cách ngắn gọn và dễ hiểu, Độ dài cổng là khoảng cách giữa NGUỒN và LÀM KHÔ HẠN.
Chiều dài cổng càng ngắn thì thời gian di chuyển càng ít và tất nhiên lúc này bóng bán dẫn có thể thay đổi trạng thái từ 0 sang trọng 1 hoặc 1 sang trọng 0 (ON / OFF) nhanh hơn => chip mạnh hơn.
Tóm lại, khoảng cách giữa các cực cổng càng ngắn thì mức tiêu thụ điện năng càng thấp, quá trình chuyển đổi trạng thái từ TẮT sang BẬT hoặc MỞ sang TẮT sẽ nhanh hơn. Điều đó có nghĩa là CPU sẽ mạnh hơn và tiết kiệm điện hơn.
Vì vậy, nếu hiểu theo cách thông thường, gọi 32nm là kích thước transistor là SAI. Và suy nghĩ như vậy cũng sẽ ảnh hưởng đến cách hiểu về các công nghệ 12nm hay 7nm sau này mà tôi sắp đề cập.
Hiểu rõ hơn như thế này: Kích thước 32nm là khoảng cách ngắn nhất (cũng có nghĩa là rãnh nhỏ nhất / vết cắt nhỏ nhất) mà nhà sản xuất có thể khắc lên tấm nền Silicon – nhưng thực tế kích thước của con chip sẽ lớn hơn con số. điều này nhiều lần.
# 3. Công nghệ sản xuất chip từ 2012 đến 2020
Tất nhiên, các nhà sản xuất chip sẽ không ngừng cải tiến để nâng cấp hiệu suất và sức mạnh cho chip của mình. Và để làm điều này, họ sẽ tăng số lượng bóng bán dẫn. Nhưng để tăng số lượng bóng bán dẫn, có 2 cách:
- Tăng diện tích đế chip: Cách này khá dễ nhưng về lâu dài sẽ không hiệu quả, vì bạn không thể cứ tăng kích thước đế chip như vậy, thiết bị nào lắp vừa nope là được.
- Cách thứ hai là thu nhỏ bóng bán dẫn.
Vì vậy, một câu hỏi được đặt ra là làm thế nào để làm cho nó nhỏ hơn và hạn chế sự rò rỉ Electron. Rò rỉ Electron sẽ khiến CPU tiêu tốn nhiều điện năng hơn mức cần thiết trong quá trình hoạt động => hao pin, tốn điện …
Đó là lý do tại sao các nhà nghiên cứu thay vì thu nhỏ bóng bán dẫn, họ sẽ nghiên cứu cách thiết kế và sắp xếp bóng bán dẫn theo một cách khác.
Vào tháng 5 năm 2012, gã khổng lồ công nghệ Intel lần đầu tiên đề cập đến một công nghệ bóng bán dẫn mới, được gọi là FinFET (Vây 3D, chúng ta cũng có thể gọi nó là bóng bán dẫn 3D). Kể từ đó, định nghĩa về 22nm, 12nm hoặc 7nm cũng đã thay đổi.
Nếu như trước đây, các bóng bán dẫn có cực ở dạng phẳng truyền thống (cổng 2 chiều) thì với công nghệ FinFET, nay đã được thay thế bằng trục 3 chiều (Fin) nằm dọc trên đế silicon. Cổng sẽ bao quanh Fin (2 cổng ở hai bên và một cổng ở trên cùng).
Như bạn thấy trong hình trên, công nghệ sản xuất chip trước đây (Planar), SOURCE và DRAIN nằm trên một mặt phẳng, với công nghệ chip mới này (FinFET), SOURCE và DRAIN được dựng theo chiều dọc. lên.
Vì vậy, không khó để chúng ta hình dung rằng với cùng một không gian, một phẳng nằm ngang và một thẳng đứng thì có thể bố trí nhiều transistor hơn đúng không?
Vì vậy, tóm lại, lợi ích của công nghệ FinFET là:
- Hạn chế hiện tượng rò rỉ điện, giúp chip sử dụng điện hiệu quả hơn.
- Chip sẽ mạnh hơn do khoảng cách giữa SOURCE và DRAIN ngắn hơn nên thời gian chuyển đổi trạng thái của transistor (ON / OFF) nhanh hơn.
Vậy kết luận lại, những con số 12nm, 7nm hay 5nm ngày nay có ý nghĩa gì?
Đúng vậy, kiến trúc 3D trong Transistor đã trở nên phức tạp hơn rất nhiều nên những con số này không chỉ đơn giản là khoảng cách giữa NGUỒN và LÒ XO như công nghệ phẳng trước đây.
ĐÓ những con số 12nm, 10nm, 7nm hay 5nm .. chỉ đơn giản là một cái tên, một thế hệ mà nhà sản xuất đặt cho dây chuyền sản xuất của họ mà thôi.
Các hãng sản xuất chip dùng nó như một cụm từ để người dùng hiểu rằng dòng chip này làm trên công nghệ mới, tiên tiến hơn thế hệ cũ.
Nhìn chung, với kiến thức phổ thông của đại đa số chúng ta thì chưa thể biết chắc được, chỉ những người trực tiếp thiết kế vi xử lý thì có lẽ họ mới biết được câu trả lời chính xác.
Và tất nhiên, điều này là không thể xảy ra khi các nhà sản xuất luôn giấu kỹ thuật của mình.
#4. Điều mà nhiều người vẫn tin?
Do nhiều người hiểu sai về quy trình 5nm, 7nm, 10nm, 12nm nên nhiều người hiểu nhầm rằng Intel đang bị TSMC và Samsung vượt mặt.
Vì thông số xử lý trên TSMC và Samsung nhỏ hơn nhiều so với của Intel.
Và nhiều người ngay lập tức nhìn vào các thông số của quá trình này và khẳng định chắc nịch rằng công nghệ CPU của hãng này vượt trội hơn hẳn so với công nghệ CPU của hãng kia.
Bạn nên nhớ rằng đánh giá CPU phải dựa trên những con số thực tế, nếu chỉ nhìn vào thông số do nhà sản xuất cung cấp thì bạn chỉ nên so sánh những con chip cùng thương hiệu. ĐƯỢC RỒI !
# 5. Bản tóm tắt
Bài tổng hợp trên đã loại bỏ những phần gây nhầm lẫn cho hầu hết những người không am hiểu về công nghệ vi xử lý. Mục đích là giúp người đọc hiểu các thuật ngữ 12nm hoặc 7nm một cách dễ dàng nhất có thể.
=> Nói tóm lại ở thời điểm hiện tại khi nói về quy trình 10nm hay 7nm,… là không nói đến khoảng cách giữa NGUỒN và RUỘT nữa. Nhưng đó chỉ đơn giản là một cái tên, một thế hệ mà nhà sản xuất họ đặt ra.
Một lần nữa, nếu bài viết có bất kỳ thiếu sót, hoặc có bất kỳ thắc mắc nào, hãy để lại bình luận bên dưới để chúng ta cùng nhau thảo luận nhé!
CTV: Lê Đình Hoàng Vũ – Blogchiasekienthuc.com
Tham khảo bài viết của Duy Luân trên Tinhte và nhiều nguồn trên Internet
Ghi chú: Bài viết này có hữu ích cho bạn không? Đừng quên đánh giá bài viết, thích và chia sẻ nó với bạn bè và gia đình của bạn!
Bản quyền thuộc: tinthuthuat.com
from tinthuthuat.com https://ift.tt/RixA2FQ
via tinthuthuat.com
Nhận xét
Đăng nhận xét