¿Es CPU Marketing una MENTIRA?

Alex Alex 24 June
¿Es CPU Marketing una MENTIRA?

Una de las especificaciones que te harán fruncir el ceño cuando compres una CPU, es el nodo de proceso medido en nanómetros y cómo uno más pequeño es mejor.

Solo echa un vistazo a los titulares de tecnología y verás muchas historias sobre cómo los fabricantes de chips están compitiendo para meter más y más pequeños transistores en sus procesadores.

¿Y por qué no? Más transistores significan mejor rendimiento y eficiencia porque los electrones no tienen que viajar tan lejos de cada transistor para que puedan encender y apagar y, por lo tanto, procesar información más rápidamente.

Pero en cuanto a nodos de proceso ¿realmente se cuenta toda la historia? Para obtener algunas respuestas, nos comunicamos con Jason Gorss y Bruce Fienberg de Intel y nos gustaría agradecerles por sus contribuciones.

El nodo del proceso fue originalmente una medida de cuán larga era la puerta en el transistor.

¿Es CPU Marketing una MENTIRA?Esta es la parte que realmente controla el flujo de electrones desde la fuente hasta el drenaje.

Esto se consideró un proxy lo suficientemente preciso para transistores hasta alrededor de 1997 cuando el proceso de 350 nanómetros era popular. La razón por la que esto es importante, es porque cuando duplicas la cantidad de transistores en un chip, es justo esperar aproximadamente el doble de rendimiento en un tamaño de molde dado. Y durante mucho tiempo, estas duplicaciones, si quieres, tuvieron lugar a intervalos tan predecibles que la ley de Moore llegó a indicar que el número de transistores en un chip se duplicaría cada dos años. ¿Es CPU Marketing una MENTIRA?Esto les dio a los fabricantes de chips una cadencia fácil de seguir para nombrar cada nodo de proceso porque podrían esperar que cada uno fuese más pequeño por un factor de aproximadamente 0.7.

¿Por qué 0.7, podrías preguntarte? Bueno, los transistores tienen una forma aproximadamente cuadrada y si multiplicas 0.7 por 0.7, obtienes 0,49 o aproximadamente la mitad.

Entonces, por ejemplo, cuando la industria fue del nodo de proceso de 1000 nanómetros al nodo de proceso de 700 nanómetros, esta marca de duplicación aproximada del número de transistores que podrían caber en un área determinada aunque el nombre del proceso solo se redujo en un factor de 0.7.

La cosa es, en 1997, mientras que los fabricantes pudieron comenzar a reducir la longitud de la puerta en más de un factor de 0.7, otras partes del transistor ya no se encogían tan rápido. Entonces, la longitud de la puerta ya no era un buen proxy para la densidad general del transistor en todo el chip y por lo tanto, el rendimiento en lugar de cambiar el esquema de nombres, comenzamos a ver un nodo de proceso definido por el tamaño de un grupo de transistores llamado célula. Esto se hizo para dar una estimación a las personas del nivel equivalente de contabilidad de potencia de procesamiento para componentes que no se estaban reduciendo tan rápido.

Entonces, el primer nodo que vimos bajo este nuevo sistema de denominación fue el proceso de 250 nanómetros.¿Es CPU Marketing una MENTIRA? El rendimiento fue aproximadamente el doble del nodo anterior, como cabría esperar del nombre pero la longitud de la puerta, en realidad era de unos 190 nanómetros, que es mucho más pequeña. Es solo que hubo otras cosas que impidieron que los transistores se empaquetaran más fuerte que eso.

Este juego que involucra el área celular duró hasta alrededor de 2012 y el proceso de 22 nanómetros cuando un tipo totalmente nuevo de tendencia hermana se introdujo. ¿Es CPU Marketing una MENTIRA?FinFET, los fabricantes de chips descubrieron que en estos tamaños, las puertas eran tan pequeñas que podías tener fuga de electrones a través de ellos debido a túneles cuánticos. Esto podría causar un comportamiento indeseable.

Entonces, los ingenieros necesitaban una forma de hacer que sus chips fueran más potentes sin reducir aún más las puertas.¿Es CPU Marketing una MENTIRA?La solución fue tomar el canal que los electrones atraviesan y elevarlo como una aleta de tiburón, por lo tanto el nombre FinFET, aumenta el área de superficie del canal y permite que pasen muchos más electrones. Por supuesto, esto también significaba que los transistores ahora eran tridimensionales en lugar de hacer planos es mucho más difícil medir con precisión su tamaño.

Ahora, la industria aún continúa usando ese factor 0.7 para describir una generación de mejora, como pasar de 14 a 10 a siete procesadores de nanómetros. Pero la verdad del asunto es que estos números en realidad no miden el tamaño real del transistor e incluso pueden variar enormemente entre los diferentes fabricantes.

Intel, por ejemplo, intenta medir un nodo de proceso tomando el promedio ponderado de los dos tamaños de celda estándar más comunes.¿Es CPU Marketing una MENTIRA? Realmente, una consideración más importante, sin embargo, es la densidad del transistor Así se pueden empaquetar en el mismo espacio. sin disminuir mucho el tamaño de las funciones reales del transistor real si es que lo hace. Además de la densidad, los fabricantes de chips están utilizando otras técnicas como materiales mejorados para aumentar el rendimiento.

Esto puede incluir todo, desde apretar la estructura cristalina del canal para hacer que los electrones pasen más rápido a reducir las trazas de resistencia entre transistores o cerrar materiales con una alta constante dieléctrica para un mejor control del flujo de electrones.¿Es CPU Marketing una MENTIRA? Por supuesto, este proceso puede requerir alguna prueba y error. Las dificultades bien publicitadas de Intel con su proceso de 10 nanómetros, se debieron en gran parte a ellos tratando de sobreescalar. En otras palabras, empacar más del doble del número de transistores en el mismo espacio que los requería para probar muchas nuevas tecnologías dentro del chip todo de una vez, causó demoras y problemas de fabricación.

Pero a medida que nuestra tecnología continúa mejorando, los fabricantes de chips parecen preparados para cumplir la ley de Moore, incluso si es un poco más lento o vivo hasta cierto punto, además de mantener el silicio como material base para nuestros procesadores durante mucho tiempo antes realmente tenemos que empezar a considerar soluciones más exóticas como los nanotubos de carbono. Mientras tanto, espero que hayas disfrutado esta inmersión más profunda en tamaños de procesador.

Solo recuerda que el nodo del proceso no es lo fundamental cuando compres una CPU de todos modos. Siempre es más importante prestar atención al rendimiento del mundo real que verás en juegos y aplicaciones que realmente usas.

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