Когда 7 равно 14: что реально означают цифры техпроцесса у AMD и Intel?

Чем меньше нанометров в процессорах, тем чаще производители хвастаются ими в своих пресс-релизах. Если брать за основу исключительно этот показатель, то процессоры AMD должны минимум в два раза превосходить процессоры от Intel, однако мы этого не наблюдаем. Вот вы можете сходу ответить, что реально скрывается за термином «технологического процесса» процессора?

Вообще, до последнего времени, в мире высоких технологий всё менялось с огромной скоростью, особенно процессоры. Мы уже привыкли, что каждый год нам показывают всё более новые процессоры — быстрее, выше, сильнее... ну это уже не из той оперы. А если на минутку остановиться и подумать: вы когда-нибудь пытались понять как устроен процессор и что означают нанометры?

Полагаю, что большинство из вас ответит про размер транзисторов, из которых и строятся процессоры. Однако, это не совсем так, а для современных процессоров данное утверждение будет и вовсе ошибочным. Как же так, спросите вы? Давайте немного углубимся в историю.

Моё знакомство с компьютерами началось с ZX-Spectrum, сердцем которого был клон процессора Zilog (Z80). Уровню технологий того времени соответствовал 3 мкм (микрометры) техпроцесс. К нам эти компьютеры пришли несколько позднее, а сам процессор появился в 1975 году. Чуть позднее, в 1979 году уже увидел свет легендарный Intel 8086, который также соответствовал линейному разрешению литографического оборудования 3 мкм.

Стоит пояснить, что такое литография. Вы наверняка знаете, что каждый микропроцессор представляет собой специальную интегральную схему, которая расположена на микроскопическом кристалле кремния. Если не вдаваться в детали, то образ процессора вытравливается на куске кремния с помощью фотолитографии. Технологический процесс этой операции определяет как и каким образом засвечиваются определённые области кристалла и насколько малыми могут быть транзисторы.

То есть цифры в обозначение ранних техпроцессов соответствовали техническому разрешению литографического оборудования, затем они стали обозначать длину затвора транзистора. Бум в производстве микропроцессоров начался в 90-х годах.

И с этого времени в обозначениях техпроцессов появились новые термины «Technology Node» или «Cycle» (циклы производства). Цифры в обозначениях перестали соответствовать реальной длине затворов транзисторов логических схем и получили коммерческие названия техпроцессов.

Таким образом у современных процессоров AMD и Intel указанные нанометры вовсе не означают реального размера транзисторов, как многие думают. Хотя нельзя не признать, что в плане архитектурных улучшений у Intel наблюдается некий застой.

Мы были свидетелями уже четырёх поколений процессоров Intel (Skylake, Kaby Lake, Coffee Lake, Coffee Lake Refresh), производимых по 14-нм техпроцессу. В этом плане AMD Ryzen, выглядит действительно привлекательнее Intel, которая долгое время лишь увеличивала количество ядер и частоту.

Нельзя не признать тот факт, что сейчас темпы развития процессоров стремительно падают и кремниевые технологии быстро приближаются к пределу своих физических возможностей. Хорошая новость в том, что в этом году мы наконец увидели столь ожидаемое 10-ое поколение процессоров Intel и переход на 10-нм техпроцесс.