CPU:er tillverkas med hjälp av miljarder små transistorer, elektriska grindar som slås på och av för att utföra beräkningar. De tar ström för att göra detta, och ju mindre transistorn är, desto mindre ström krävs. ”7nm” och ”10nm” är mått på storleken på dessa transistorer – ”nm” är nanometer, en minimal längd – och är ett användbart mått för att bedöma hur kraftfull en viss CPU är.
Som referens är ”10nm” Intels nya tillverkningsprocess, som kommer att debutera under fjärde kvartalet 2019, och ”7nm” syftar vanligtvis på TSMC:s process, vilket är vad AMD:s nya processorer och Apples A12X-chip bygger på.
Innehållsförteckning
Så varför är dessa nya processer så viktiga?
Moores lag, en gammal observation att antalet transistorer på ett chip fördubblas varje år samtidigt som kostnaderna halveras, höll länge men har saktat ner på sistone. Tillbaka i slutet av 90-talet och början av 2000-talet, krympte transistorer i storlek med hälften vartannat år, vilket ledde till massiva förbättringar på ett vanligt schema. Men ytterligare krympning har blivit mer komplicerad, och vi har inte sett en transistor krympa från Intel sedan 2014. Dessa nya processer är de första stora krympningarna på länge, särskilt från Intel, och representerar en kort återupplivning av Moores lag.
Med Intels eftersläpning har även mobila enheter haft en chans att komma ikapp, med Apples A12X-chip som tillverkas på TSMC:s 7nm-process och Samsung har sin egen 10nm-process. Och med AMD:s nästa processorer på TSMC:s 7nm-process, markerar detta en chans för dem att hoppa förbi Intel i prestanda, och ge en sund konkurrens till Intels monopol på marknaden – åtminstone tills Intels 10nm ”Sunny Cove”-chips börjar hamna på hyllorna.
Vad ”nm” verkligen betyder
CPU:er är gjorda med hjälp av fotolitografi, där en bild av CPU etsas på en bit kisel. Den exakta metoden för hur detta görs brukar kallas processnoden och mäts efter hur små tillverkaren kan göra transistorerna.
Eftersom mindre transistorer är mer energieffektiva kan de göra fler beräkningar utan att bli för varma, vilket vanligtvis är den begränsande faktorn för CPU-prestanda. Det möjliggör också mindre formstorlekar, vilket minskar kostnaderna och kan öka densiteten vid samma storlekar, och detta innebär fler kärnor per chip. 7nm är effektivt dubbelt så tätt som den tidigare 14nm-noden, vilket gör att företag som AMD kan släppa 64-kärniga serverchips, en massiv förbättring jämfört med deras tidigare 32 kärnor (och Intels 28).
Det är dock viktigt att notera att medan Intel fortfarande är på en 14nm-nod och AMD är inställd på att lansera sina 7nm-processorer mycket snart, betyder det inte att AMD:s kommer att vara dubbelt så snabba. Prestanda skalar inte exakt med transistorstorleken, och i så små skalor är dessa siffror inte lika exakta längre. Sättet som varje halvledargjuteri mäter kan variera från en till en annan, så det är bäst att ta dem mer som marknadsföringstermer som används för att segmentera produkter snarare än exakta mätningar av effekt eller storlek. Till exempel förväntas Intels kommande 10nm-nod konkurrera med TSMC:s 7nm-nod, trots att siffrorna inte stämmer överens.
Mobilmarker kommer att se de största förbättringarna
En nodkrympning handlar dock inte bara om prestanda; det har också enorma konsekvenser för mobila och bärbara chips med låg effekt. Med 7nm (jämfört med 14nm) kan du få 25 % mer prestanda under samma effekt, eller så kan du få samma prestanda för halva effekten. Detta innebär längre batteritid med samma prestanda och mycket kraftfullare chips för mindre enheter eftersom du effektivt kan få in dubbelt så mycket prestanda i det begränsade effektmålet. Vi har redan sett A12X-chippet från Apple krossa några äldre Intel-chips i riktmärken, trots att det bara är passivt kylt och packat inuti en smartphone, och det är bara det första 7nm-chippet som kommit ut på marknaden.
En nodkrympning är alltid goda nyheter, eftersom snabbare och mer energieffektiva chips påverkar nästan alla aspekter av teknikvärlden. 2019 kommer att bli ett spännande år för teknik med dessa senaste noder, och det är bra att se att Moores lag inte är riktigt död än.