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O processo de construção de uma CPU de PC ou smartphone diz muito sobre o desempenho e o consumo de energia dela
As CPUs são feitas usando bilhões de pequenos transistores, que funcionam como portões elétricos que ligam e desligam para deixar passar os elétrons que montam as informações, realizam cálculos e, no fim, nos entregam os dados processados.
As CPUs consomem energia para fazer isso, e quanto menor o transistor, menos energia é necessária. “7 nm” e “10 nm” são as medidas do tamanho desses transistores – “nm” é a contração para a palavra nanômetros, uma unidade comprimento minúscula – e que também é uma métrica muito útil para julgar o quanto poderosa é uma CPU em particular.
Para referência, “10 nm” é o novo processo de fabricação da Intel, programado para estrear no quarto trimestre de 2019, e “7nm” geralmente se refere ao processo da TSMC, fabricante de semicondutores asiática que fornece o chip A12X da Apple. O processador Snapdragon 855, da Qualcomm, também é produzido sob esse processo.
Por que esses processos de fabricação são tão importantes?
A Lei de Moore é uma antiga observação de que o número de transistores em um chip dobra a cada ano, enquanto os custos são reduzidos pela metade. Ela vem sendo mantida por um longo tempo, porém, vem desacelerando ultimamente. No final dos anos 90 e início dos anos 2000, os transistores diminuiam de tamanho a cada dois anos, trazendo melhorias grandes em um intervalo regular de tempo.
Mas o encolhimento adicional está mais complicado por causa da limitação física, e nós não vimos um transistor da Intel encolher desde 2014. Esses novos processos são os primeiros grandes encolhimentos em um longo tempo, especialmente da Intel, e representam um breve reaquecimento da lei de Moore.
Com o atraso da Intel, até os dispositivos móveis tiveram a chance de acompanhar, com o chip A12X (iPhones) da Apple sendo fabricado no processo de 7nm da TSMC. Já a Samsung tem seu próprio processo, mais ainda sob o padrão de 10nm. E com as próximas CPUs da AMD no processo de 7 nm, isso marca uma chance para (finalmente) superar a Intel e trazer uma competição saudável ao monopólio da empresa no mercado – pelo menos até os chips de 10 nm, chamados pelo codinome de “Sunny Cove”, começarem a chegar às prateleiras.
O que o “nm” realmente significa
As CPUs são feitas usando fotolitografia , onde uma imagem da CPU é gravada em um pedaço de silício. O método exato de como isso é feito é, geralmente, apontado como o nó do processo e é medido pelo quão pequeno o fabricante pode fazer os transistores.
Como transistores menores são mais eficientes, eles podem fazer mais cálculos sem aquecer muito. E isso é importante, pois a alta temperatura é um fator limitante para o desempenho da CPU. Além disso, transistores menores também permitem tamanhos menores de “pastilhas” (a matriz da CPU, que abriga os transistores), o que reduz os custos e pode aumentar a densidade de transistores nos mesmos tamanhos de pastilhas anteriores, e isso significa mais núcleos por chip.
Com certeza você já ouviu falar algo assim, por exemplo: “esse processador tem 8 núcleos”. E a diminuição de tamanho dos transistores é que permite colocar mais núcleos ou diminuir a pastilha para consumir menos energia e esquentar menos.
Está ficando mais claro? Então vamos em frente, porque tem mais.
Uma CPU de 7 nm é efetivamente duas vezes mais densa que o nó anterior de 14 nm, o que permite que empresas como a AMD construa chips de 64 núcleos para servidores , uma melhoria maciça em relação aos 32 núcleos anteriores (e 28 da Intel).
Dentro do “wafer” de silício, cada quadradinho é uma CPU com seus milhões de transistores dentro
É importante notar que, embora a Intel ainda esteja em um nó de 14 nm e a AMD esteja pronta para lançar seus processadores de 7 nm muito em breve, isso não significa que a AMD será duas vezes mais rápida. O desempenho não é dimensionado exatamente com o tamanho do transistor e, em escalas tão pequenas, esses números não são mais precisos.
Como cada medida de proporção de semicondutores pode variar de uma para outra, é melhor tomá-las mais como termos de marketing usados para segmentar produtos, em vez de medições exatas de potência ou tamanho. Por exemplo, espera-se que o próximo nó de 10 nm da Intel concorra com o nó de 7nm da TSMC, apesar de os números serem diferentes. Ou, em outras palavras, o desempenho de ambos podem ser semelhantes dentro da categoria de cada processador.
CPUs móveis serão as mais beneficiadas
A miniaturização de nó não favorece apenas as CPUs de computadores; também tem enormes implicações para chips móveis e portáteis de baixa potência. Com 7 nm (comparado a 14nm), é possível obter 25% a mais de desempenho com a mesma potência energética, ou você poderia obter a mesma performance pela metade do consumo de energia.
Isso significa maior vida útil da bateria com o mesmo desempenho e chips muito mais potentes para dispositivos menores, pois você pode ter duas vezes mais performance consumindo menos energia. Nós já vimos aqui o chip A12X da Apple esmagando alguns chips mais antigos da Intel em benchmarks, mesmo sem ter refrigeração ativa (ventoinhas) que um chip de PC tem.
Uma miniaturização de nós é sempre uma boa notícia, pois chips mais rápidos e eficientes afetam quase todos os campos do mundo da tecnologia. 2019 será um ano excitante para a tecnologia com esses últimos “tamanhos”, e é bom ver que a Lei de Moore ainda não está completamente morta. Fonte: Olhar Digital
