body-bg

Stevsky.ru Технологии Дайджест по технологиям Дайджест 054 - новые техпроцессы и новая архитектура мобильных процессоров

Дайджест 054 - новые техпроцессы и новая архитектура мобильных процессоров

arm new architectureARM разрешила делать многоядерные структуры любого состава!

Новости микропроцессорного производства открываются радостной вестью: ARM разрешила таки собирать процессорные кластеры любого состава! Ну, конечно, не просто взяла и разрешила, а разработала архитектуру чипов DynamIQ, способную выстраиваться в любые сложные наборы: 1 ядро + 3 ядра, 1 ядро + 5 ядер, 3 ядра + 7 ядер и т.д. Более гибкое разбиение позволит делать более умные мобильные платформы с более точным распределением нагрузки и попутным снижением энергопотребления. Раньше как было: кластеры могли содержать только парные ядра, например, 2+2 (Snapdragon 821), 2+4 (Snapdragon 650), 4+4 (Kirin 960, Snapdragon 835 и большинство прочих восьмиядерных чипов), 2+4+4 (десятиядерный Helio X30 и его предшественник Helio X20) и их можно было хоть как-то классифицировать, что мы и делаем вот уже несколько лет подряд (см. обзор мобильных процессоров 2017), а теперь сам чёрт ногу сломит где сколько и каких ядер... Зачем это? Ну, есть пара предположений...

Зачем нужно разбивать ядра мобильного процессора на кластеры

 

Зачем вообще разбивать ядра на кластеры? Вроде бы нам это ещё в 2011 году, при появлении архитектуры big.LITTLE объяснили: верхний кластер с более производительными ядрами осилит тяжёлые задачи, но при этом будет жрать батарею аки конь. Нижний кластер работает в обычном режиме: звонки, смс-ки, чатики всякие, то есть до 90% времени пользования смартфоном среднестатистического юзера (мобильные геймеры не в счёт!), ему особо большой производительности и не нужно, ядра кластера вообще обычно работают вполсилы, а потому и энергии потребляют в разы меньше. Телефон живёт дольше от одного заряда, все довольны. 

Потом MediaTek выпустил 10-ядерный процессор с тремя кластерами и долго и невнятно пытался объяснить, зачем нарисовался средний кластер. Оказывается, большинству часто используемых приложений не хватает мощности нижнего кластера и им приходится гонять верхний, то есть излишне напрягать смартфон, жрать батарею и творить прочие асоциальные действия. Вот инженеры MediaTek и предложили фееричное решение - разбить процессор на три кластера, запихать в верхний всего два ядра, но зато мощных, чтобы тащили игрушки и обработку видео, в средний кластер - тоже нормальные такие ядра, но менее энергозатратные, чтобы в основном аппарат работал с ними, а в нижний - совсем дохлые ядра с низкой частотой, чтобы они грели аппарат во время лежания на столе и помогали синхронизировать всякие соцсети в фоновом режиме. Вроде бы на этом можно и остановиться, только развивать структуру: сделать четыре кластера, увеличить число ядер в среднем, но вот загвоздка: если ты используешь два ядра в топе, то в нижнем кластере может быть только 2 или 4 ядра, другое количество не пойдёт! Опять снижение эффективности, простой, энергозатраты и т.д. Вот ARM и вылезла вперёд со своим предложением...

helio 3klaster

Архитектура ARM DynamIQ и её применение

На что заточена новая архитектура ARM DynamIQ? Конечно, на повышение энергоэффективности чипов и их удешевлению: ведь если вам для работы достаточно трёх ядер, зачем пихать четыре, когда одно можно оставить для следующего процессора в партии? Это ж с миллиона чипов какая экономия получится!

С другой стороны, подобной архитектуре нужно более гибкое управление, позволяющее распределять нагрузки ещё более хитрым образом, чем раньше, однако его реализация в новых версиях андроида уже не за горами. Уже в шестёрке нагрузка отлично скачет между кластерами, нет ничего сложного чтобы научить SoC работать и с такими структурами. Набор 1 мощное + 3 слабых ядра сможет найти применение не только в ультрабюджетных смартфонах, но и в более тонких и специфических устройствах: умных браслетах, часах, одежде, сумках, элементах обихода. Полным ходом идёт проникновение интернета вещей в нашу жизнь, эксперты прогнозируют, что к 2020 году количество домашней утвари, обладающей собственными мозгами, достигнет численности 38 миллиардов штук по всему миру и если благодаря новой архитектуре в каждом девайсе можно будет сэкономить по одному ядру, то экономия от технологии будет просто космическая!

Техпроцесс 7нм может появиться уже в 2018 году

Чёртов прогресс! Не успели выйти процессоры, построенные по 10нм проектным нормам (Exynos 8895 и Snapdragon 835), как уже вовсю ходят толки о переходе к уровню 7нм. Крупнейший фабричный производитель мобильных чипов в мире - компания TSMC - переносит часть оборудования на свой завод в Нанкине в материковом Китае, чтобы развернуть там линию по выпуску чипов с проектной точностью 7нм. Завод будет раскачиваться постепенно: в первом полугодии 2018 года он обкатает техпроцесс 16нм, обслужив целый ряд заказчиков бюджетных процессоров, а во втором полугодии уже перейдёт на более тонкий техпроцесс 7нм. При этом тестовые образцы покажут миру, возможно, уже в конце 2017 года, а массовое производство будет запущено ещё до наступления 2019 года. Как же производителю удаётся столь стремительный переход на всё более тонкие техпроцессы? Ну, они долго к этому готовились и параллельно с 10нм техпроцессом уже разрабатывали 7нм и поглядывали на 5нм. В производстве используется экстремальный ультрафиолет, без которого был бы невозможен выход на уровень 7нм, но при этом он поможет работать и с 5нм чипами!

tehprocess

Что такое 7нм техпроцесс? Это много или мало? Уверен, для большинства это просто ничего не значащая цифра. Однако подумайте над следующими моментами:

  • С большой долей вероятности в вашем текущем смартфоне стоит процессор, выполненный по 28нм техпроцессу. В процессорах на 7нм техпроцессе транзисторы, наименьшие элементы системной логики, будут примерно в 4 раза меньше ваших! И это значит, что на плате процессора их поместится в 16 раз больше (если рассматривать только планарное размещение транзисторов), а по факту увеличение плотности может составить от x20 до x40 раз!
  • Производительность процессоров возрастёт не столь значительно, но всё равно десятикратное увеличение скорости работы гарантировано
  • При этом энергопотребление будет не увеличиваться, а уменьшаться, так как более мелкие элементы схемы требуют меньшего тока для своей работы
  • То же и с нагревом: чему ж там греться, если энергопотребление снизится в десять раз?
  • Размеры чипов могут быть уменьшены почти на порядок с сохранением достойного уровня производительности. Если сейчас мобильный процессор легко уместится у вас на кончике пальца (размер чуть больше карты памяти microSD), то 7нм чипы могут быть размером меньше, чем тетрадная клетка. Для высокоточной машинной сборки это не составит никакой проблемы
  • Мы получим совершенно новый класс устройств: уже совсем не смартфоны, и даже не часы и браслеты, а микроустройства, которые можно прикрепить к одежде или даже имплантировать под кожу без каких-либо неудобств!

Вот что такое 7нм техпроцесс. И это всё только цветочки! Ягодки начнутся на техпроцессе 5нм!

Samsung тоже освоит 7нм техпроцесс

На конференции China Semiconductor Technology Conference (CSTIC) в Шанхае, что проходила совсем недавно, в марте этого года, товарищи из Самсунга заявили, что планируют перейти на 7нм техпроцесс в производстве собственных чипов уже в 2018 году. То есть хотят не отстать от TSMC. В архитектуре чипов появятся транзисторы GAA FET - очередной шаг к объёмному литью схем. Они же потом перейдут и в 5нм техпроцесс. 

На презентации много говорили о машинной логике на базе искусственного интеллекта, высокопроизводительных серверах и жутко умных системах автопилотирования автомобиля. Всё это с трудом будет работать на современных процессорах и требуется переход к более мощным решениям на более тонких техпроцессах. 

Представители компании Samsung также отметили стремительный рост китайских компаний, которые сфокусировали своё внимание на разработке приложений в сфере IoT. Принимая во внимание огромный потенциал продукции данного сегмента рынка, Samsung выпустила технологию FD-SOI в качестве недорогой альтернативы технологическому процессу FinFET, а также представила 28-нм полупроводники на FD-SOI пластинах специально для устройств IoT.

Техпроцесс 5нм: кто разрабатывает и когда будет?

Intel заявлял, что в 2020 году начнёт производство 5нм процессоров. Как и упоминалось выше, для производства чипов по проектным нормам 5нм потребуется жёсткий ультрафиолет и фотолитография по технологии EUVL. Глубокий ультрафиолет, используемый в данном методе производства, имеет длину волны вплоть до 15нм. и способен работать с элементами размером 4нм и даже 2нм. Этого вполне достаточно для "выжигания" на пластине 5нм транзисторов, однако для дальнейшей миниатюризации скорее всего придётся подумать о чём-то более жёстком. Возможно, придётся задействовать уже и радиоактивное излучение.

О планах перехода на 5нм техпроцесс заявляли и представители Samsung на упомянутой выше конференции, и срок тоже ставили 2020 год.

tsmc

TSMC же пошёл дальше всех и уже заложил новый завод на родном Тайване, в одном из научных парков на юге острова, там же, где уже успешно функционирует несколько их фабрик. Строительство начнётся в текущем, 2017 году, ввод в эксплуатацию фабрики - до 2019 года и в 2020-м году первые рабочие образцы процессоров. Выход на проектные мощности будет сопровождаться одновременной разработкой 5нм и 3нм техпроцессов. Массовое производство 5нм чипов будет начато в 2020 году, а 3нм - в 2022 году. Конечно, эти планы воспринимаются как очень реалистичные, так что можно накидывать по году-полтора на заявления китайцев и получим более реальные даты. 

Что такое техпроцесс? Популярное объяснение

 



Похожие материалы:
Новые материалы по этой тематике:
Старые материалы по этой тематике:

Обновлено ( 01.04.2017 06:25 )  

Цитата дня

Жизнь была бы скучна и бесцветна, если бы на нашем пути не было препятствий, которые надо преодолеть, и не предстояли сражения, которые необходимо выиграть.
Джавахарлал Неру

Разделы:

Мобильные процессоры

Вопросы-ответы по смартфонам

Обзоры и сравнения

Актуальные модели смартфонов:

Apple

iPhone X
- производительность
- обзор камеры
- автономность
- сравнение с рынком
-
 Face ID
- Animoji
- мемы

iPhone 8
- цены в России
iPhone 8 vs iPhone 7

iPhone 7 и 7 plus

Samsung

Galaxy S9
Galaxy Note 8

Galaxy S8
. S8 Plus
- минусы Galaxy S8
- вопросы и ответы
Galaxy S8 Active

Все Galaxy A 2017
Galaxy A7 и A7 Pro 2017
Galaxy A5 2017

Galaxy J 2017 vs J2016
Galaxy J7 2017
Galaxy J5 2017
Galaxy J5 Pro 2017
Galaxy J3 2017
Galaxy J1 2017

Sony

Все Sony 2017

Xperia XA1 Plus
Xperia XZ1, XZ1 Compact

Xperia L1

Xperia XZ Premium

LG

LG Q6
LG V30

LG G6
LG G6 Plus

HTC

HTC U Ultra, U Play

Huawei

Huawei Mate 10
Huawei Mate 9 Lite

Huawei Mate 9

Huawei P11 и Mate 11
Huawei P10 Lite
Huawei P10

Honor 7X
Honor V9 Play

Honor 9

Huawei Nova 2 и Nova 2 Plus

ZTE

Nubia Z17S
Nubia M2 Play

Nubia M2, M2 Lite и N2
Nubia Z17
Nubia Z17 Mini

Meizu

Все Meizu 2017

Meizu Pro 7

Meizu M6
Meizu M6 Note

Meizu A5

Meizu MX7

Meizu M5 обзор линейки

Xiaomi

Xiaomi Mi Mix 2
Xiaomi Mi Max 2
Xiaomi Mi Note 3 Pro
Xiaomi Mi Note 3

Xiaomi Mi7
Xiaomi Mi A1

Xiaomi Mi5X

Xiaomi Mi6

Redmi Note 5A
Redmi Note 5

Redmi 5, 5 Pro
Redmi 5A

OnePlus

OnePlus 5
+ сравнение с флагманами
OnePlus 5T

Doogee

Doogee BL12000
Doogee BL7000

Doogee X30 Young

Doogee Mix

Nokia

Все Nokia 2017

Nokia 2
Nokia 9
Nokia 3310 (2017)
Nokia 8
Nokia 7
Nokia 6

Bluboo

Bluboo S2
Bluboo S1

Bluboo S8

Chuwi

Chuwi Hi10 Plus
Chuwi SurBook
Chuwi LapBook 12.3

Другие марки:

Alcatel 2017
Highscreen 2017

AGM X2, X2 Pro, X2 Max

Google Pixel 2 и Pixel XL 2

Micromax Canvas 2
Prestigio Muze G3, Muze G5
Cubot X18

HomTom S8

Ещё...


Последние новости

Популярное

Google+