Πίνακας περιεχομένων:
Οι επεξεργαστές κινητών τηλεφώνων έχουν εξελιχθεί με τα χρόνια. Αυτή τη στιγμή έχουμε πιο ισχυρούς, πιο ενεργειακά αποδοτικούς και πολύ μικρότερους επεξεργαστές. Το κλειδί για αυτήν τη συνεχή εξέλιξη είναι τα νανόμετρα. Σε πολλούς από εμάς αυτή η λέξη δεν θα ακούγεται πολύ οικεία. Αλλά αυτό είναι γενικά αυτό που μας επέτρεψε να έχουμε σχεδόν μίνι υπολογιστές στην παλάμη μας σήμερα. Σας λέμε γιατί είναι τόσο σημαντικά και τι επιπτώσεις έχει μια αρχιτεκτονική που βασίζεται σε μικρότερο μέγεθος νανομέτρων.
Νανομέτρα, επεξεργαστές και τρανζίστορ
Τα ίδια τα νανόμετρα δεν είναι τίποτα περισσότερο από μια μονάδα μέτρησης, μήκους ακριβείας. Αν προσπαθήσουμε να κάνουμε μια μετατροπή από νανόμετρα σε μέτρα, βρίσκουμε μια γελοία ποσότητα, αλλά για τους πιο περίεργους: ένα νανομέτρο ισοδυναμεί με το ένα δισεκατομμυριοστό του μέτρου. Για να το απλοποιήσουμε, δεν θα μπορούμε να δούμε κάτι ενσωματωμένο σε αυτές τις διαστάσεις. Εκεί έρχεται η σημασία του. Τα στοιχεία ενός επεξεργαστή είναι κατασκευασμένα σε αυτήν την κλίμακα.
Ένας επεξεργαστής αποτελείται από τρανζίστορ, αυτά είναι η βασική μονάδα επεξεργασίας του. Είναι υπεύθυνοι για να συμπεριφέρονται σαν λίγο και να μιμούνται τις απλούστερες καταστάσεις του που είναι 0 ή 1. Με αυτό, μπορεί να αφήσει την ενέργεια να περάσει ή όχι. Απλοποιώντας αυτό, μπορούμε να κατανοήσουμε λίγο ως μια λάμπα που μπορεί να βρίσκεται σε δύο καταστάσεις, απενεργοποιημένη ή ενεργοποιημένη. Με την ένωση πολλών τρανζίστορ μπορούμε να δημιουργήσουμε μια λογική πύλη που θα μπορεί να εκτελεί μικρές και απλές λειτουργίες. Αλλά με την προσθήκη περισσότερων λογικών πυλών, ο αριθμός των λειτουργιών που μπορείτε να εκτελέσετε αυξάνει, καθώς και η πολυπλοκότητά τους.
Η σχέση μεταξύ νανομέτρων και επεξεργαστών βρίσκεται στα τρανζίστορ. Όπως έχουμε πει προηγουμένως, αυτές είναι οι βασικές μονάδες σας. Μέσα σε έναν επεξεργαστή βρίσκουμε χιλιάδες ή εκατομμύρια τρανζίστορ. Το ποσό ποικίλλει με την πάροδο των ετών λόγω της προόδου στη μείωση του μεγέθους του. Είναι σαφές ότι αυτό δεν είναι απλώς ιδιοτροπία, αλλά δεν προορίζεται μόνο να μειώσει το μέγεθος των επεξεργαστών ώστε να είναι σε θέση να δημιουργήσουν μικρότερα ή λεπτότερα smartphone. Ο κύριος στόχος του είναι να αυξήσει τον αριθμό των τρανζίστορ μέσα σε έναν επεξεργαστή χωρίς να αυξήσει το μέγεθός του.
Το πλεονέκτημα αυτού είναι σαφές. Όσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός των τρανζίστορ, θα έχουμε περισσότερες λογικές πύλες ικανές να εκτελούν πιο πολύπλοκες λειτουργίες σε λιγότερο χρόνο. Το αποτέλεσμα αυτού είναι μεγαλύτερη "ισχύς" όσον αφορά την επεξεργασία πληροφοριών. Εκτός από αυτό, συμπεριλαμβάνοντας έναν μεγαλύτερο αριθμό τρανζίστορ έχουμε επίσης αύξηση της ενεργειακής απόδοσης. Αυτό συμβαίνει επειδή τα τρανζίστορ έχουν λιγότερο χώρο μεταξύ τους, οπότε η διέλευση ενέργειας μεταξύ τους είναι πολύ πιο αποτελεσματική, ώστε οι απώλειες να μειώνονται. Το σαφές παράδειγμα αυτού είναι η μετάβαση από το Snapdragon 820 στο 830 καθώς αλλάζει τη βασική αρχιτεκτονική από 14 σε 10 νανόμετρα με όλα τα πλεονεκτήματα που συνεπάγεται αυτό. Σαν μείωση μεγέθους 36% και περισσότερα εσωτερικά στοιχεία. Το μόνο που σημαίνει για τον χρήστη είναι ότι θα έχει ένα κινητό τηλέφωνο του οποίου η ισχύς θα τους επιτρέψει να μετακινήσουν οποιαδήποτε εφαρμογή ή παιχνίδι χωρίς να βλάψουν, και η κατανάλωση της μπαταρίας θα μειωθεί έτσι η αυτονομία θα είναι μεγαλύτερη.
Εξέλιξη και μέλλον των επεξεργαστών
Στην αρχή, τα τρανζίστορ μέσα στους επεξεργαστές δεν κατασκευάστηκαν σε νανόμετρα αλλά σε μικρά. Ήταν λιγότερο αποτελεσματικοί επεξεργαστές και πολύ λιγότερο ισχυροί από τους τρέχοντες. Σε λίγα μόνο χρόνια, σημειώθηκε τεράστια πρόοδος στη μείωση των τρανζίστορ. Από το 2013 με το υψηλό άκρο του Qualcomm Snapdragon 800 ενσωματωμένο σε 28 νανόμετρα. Μέχρι το 808 και το 810, τα οποία μειώθηκαν στα 20 νανόμετρα. Στη συνέχεια μπαίνουμε σχεδόν σήμερα με τα 820-821 ενσωματωμένα σε 14 νανόμετρα και το πιο πρόσφατο από τα 835 ενσωματωμένα στα 10 νανόμετρα. Η εξέλιξη μπορεί να φανεί με γυμνό μάτι, μειώνοντας το μέγεθος των τρανζίστορ για τη δημιουργία πιο ισχυρών και αποτελεσματικών επεξεργαστών.Σήμερα είμαστε στα 10 νανόμετρα, αλλά υπάρχει ήδη μια πρόβλεψη για μετάβαση στα 7. Είναι σαφές ότι καθώς συνεχίζουμε να προχωρούμε με αυτόν τον τρόπο, θα βρούμε ένα φυσικό εμπόδιο που δεν θα μας επιτρέψει να μειώσουμε περαιτέρω το μέγεθος των τρανζίστορ και θα πρέπει να καινοτομήσουμε σε διαφορετική περίπτωση.
