آموزش سخت افزار

معنی لیتوگرافی سی پی یو (CPU)

معنی لیتوگرافی سی پی یو (CPU)

لیتوگرافی یک روش فنی است که شامل شکل دادن به صفحات فلزی است. با این حال، در زمینه CPU، لیتوگرافی به فاصله بین ترانزیستورهای CPU اشاره دارد. در بحث بعدی، به پیچیدگی های این جنبه خاص خواهیم پرداخت. در ادامه با مقاله معنی لیتوگرافی سی پی یو (CPU) از فناورانه همراه باشید.

لیتوگرافی در CPU به چه معناست؟

معنی لیتوگرافی سی پی یو (CPU) چیست ؟ CPU ها با استفاده از تعداد زیادی ترانزیستور کوچک ساخته می شوند و نزدیکی بین این ترانزیستورها چیزی است که لیتوگرافی CPU را تعیین می کند. این ترانزیستورها به عنوان دروازه های الکتریکی عمل می کنند که برای انجام محاسبات روشن و خاموش می شوند. برای انجام این عملیات نیاز به برق است و با کاهش اندازه ترانزیستور مقدار برق مورد نیاز کاهش می یابد. اندازه‌گیری‌های «7 نانومتر» و «10 نانومتر» اندازه این ترانزیستورها را نشان می‌دهند و نانومترها به عنوان واحد اندازه‌گیری عمل می‌کنند. این اندازه گیری ها به عنوان یک معیار مناسب برای ارزیابی قابلیت های عملکرد یک CPU خاص عمل می کنند. به عنوان یک نقطه مرجع، فرآیند تولید آتی اینتل که قرار است در سه ماهه چهارم سال 2019 معرفی شود، بر اساس مقیاس 10 نانومتری است. از سوی دیگر، عبارت «7 نانومتری» معمولاً به فرآیند TSMC اشاره دارد که به عنوان پایه‌ای برای پردازنده‌های جدید AMD و تراشه A12X اپل عمل می‌کند.

چرا لیتوگرافی سی پی یو مهم می باشد؟

قانون مور، این اصل قدیمی که تعداد ترانزیستورهای روی یک تراشه سالانه دو برابر می شود در حالی که هزینه ها به نصف کاهش می یابد، اخیرا رد شده است. در اواخر دهه 1990 و اوایل دهه 2000، اندازه ترانزیستور هر دو سال یکبار به نصف کاهش می یافت که منجر به پیشرفت های قابل توجهی به طور منظم می شد. با این حال، فرآیند کوچک سازی پیچیده تر شده است و اینتل از سال 2014 به کوچک سازی ترانزیستورهای بیشتری دست نیافته است.

با این وجود، اکنون با معرفی فرآیندهای جدید تولید، قانون مور احیا شده است. از آنجایی که سایر شرکت‌ها عقب مانده‌اند، حتی دستگاه‌های تلفن همراه نیز این فرصت را دارند که عقب‌نشینی کنند. به عنوان مثال، تراشه A12X اپل از فرآیند 7 نانومتری TSMC استفاده می کند، در حالی که سامسونگ فرآیند 10 نانومتری خود را توسعه داده است. علاوه بر این، پردازنده‌های آتی AMD که بر اساس فرآیند 7 نانومتری TSMC ساخته می‌شوند، این پتانسیل را دارند که از نظر عملکرد از اینتل پیشی بگیرند و رقابت سالمی را برای تسلط اینتل در بازار فراهم کنند. این رقابت ممکن است تا زمانی که اینتل تراشه‌های 10 نانومتری Sunny Cove خود را عرضه کند ادامه یابد.

معنی لیتوگرافی سی پی یو (CPU)

تاریچه کلی لیتوگرافی سی پی یو (CPU)

در طول دهه 2000، پردازنده های دسکتاپ پیشرفت های قابل توجهی را از نظر فرآیندهای تولیدی خود تجربه کردند. در ابتدا، این پردازنده ها دارای فرآیندهای 42 نانومتری بودند که در مقایسه با فرآیندهای امروزی بسیار بزرگ در نظر گرفته می شدند. با این حال، پیشرفت تکنولوژی منجر به معرفی فرآیندهای کوچکتر و کارآمدتر شد. گره های فرآیند 28 نانومتری معرفی شدند و به دنبال آن فرآیندهای حتی کوچکتر 22 نانومتری معرفی شدند.

در دهه 2000، روند قابل توجهی وجود داشت که اندازه ترانزیستور تقریباً هر دو سال یکبار نصف می شد. این کاهش سریع اندازه تا حدود سال 2013 ادامه یافت، زمانی که کاهش اندازه ترانزیستور برای پردازنده های دسکتاپ شروع به کاهش کرد. با این حال، در سال 2018، اینتل با معرفی CPU 10 نانومتری Sunny Cove خود به پیشرفت چشمگیری دست یافت. اندکی پس از آن، AMD نیز با معرفی پردازنده های کوچکتر 7 نانومتری خود که بر اساس فرآیند 7 نانومتری TSMC بودند، به این رقابت پیوست.

پیشرفت های مشابهی در حوزه پردازنده های موبایل مشاهده شد. در طول دهه گذشته، پردازنده‌های موبایل کاهش قابل توجهی در اندازه داشته‌اند و از 14 نانومتر به 7 نانومتر کاهش یافته‌اند. به عنوان مثال، تراشه A12X Bionic اپل که در دهه گذشته عرضه شد، از فرآیند 7 نانومتری استفاده می کرد. از ژانویه 2020، کوالکام، یک بازیگر برجسته در صنعت پردازنده های موبایل، در حال حاضر فرآیند 7 نانومتری را برای اکثر پردازنده های جدید خود به کار گرفته است. علاوه بر این، شایعه شده است که اپل تا چند سال آینده به تولید گوشی های با پردازنده های 7 نانومتری ادامه خواهد داد. سامسونگ همچنین در این زمینه گام های مهمی برداشت و پردازنده Exynos 9825 خود را در سال 2019 معرفی کرد که اولین پردازنده موبایلی بود که بر روی فرآیند 7 نانومتری با استفاده از لیتوگرافی فرابنفش شدید EUV ساخته شد. مدیاتک نیز با معرفی پردازنده ۷ نانومتری خود در سال ۲۰۱۹ به این رقابت پیوست.

در حال حاضر، پردازنده‌های 7 نانومتری به روند بازار و استانداردی تبدیل شده‌اند که انتظار می‌رود رایانه‌های شخصی در چند سال آینده از آن پیروی کنند. با این حال، شایان ذکر است که TSMC و سامسونگ در حال حاضر بر روی فرآیندهای کوچکتر مانند 6 نانومتر، 5 نانومتر و حتی 4 نانومتر کار می کنند. این نشان می‌دهد که صنعت به طور مداوم در تلاش است تا مرزهای کوچک‌سازی و کارایی پردازنده را پیش ببرد.

چرا لیتوگرافی های کوچک بهتر می باشد؟

تمایل به ترانزیستورهای کوچکتر از مزایای ذاتی آنها ناشی می شود. اولاً، اندازه فیزیکی کاهش یافته آنها اجازه می دهد تا ترانزیستورهای چگالی بالاتری داشته باشند و در نتیجه قابلیت های پردازشی قوی تری داشته باشند. ثانیاً، ترانزیستورهای کوچکتر انرژی کمتری مصرف می کنند که منجر به کاهش مصرف برق می شود. این به نوبه خود به اتلاف حرارت کمتر و در نتیجه پردازنده های خنک تر کمک می کند. این مزایا به ویژه برای تراشه های موبایل قابل توجه است، زیرا نه تنها کارایی را افزایش می دهند، بلکه بهره وری انرژی را نیز بهبود می بخشند.

از نظر عملکرد، یک تراشه 7 نانومتری از نظر تئوری می تواند 25 درصد افزایش عملکرد را در مقایسه با تراشه های 14 نانومتری ارائه دهد، در حالی که تنها نیمی از انرژی را مصرف می کند. این مورد را تراشه A12X اپل نشان می‌دهد که علیرغم خنک شدن غیرفعال، از بسیاری از پردازنده‌های دسکتاپ در بنچمارک‌ها بهتر عمل کرده است. با این حال، تولید ترانزیستورهای کوچکتر به استفاده از ابزارها و ماشین آلات بسیار دقیق نیاز دارد و باعث می شود پردازنده های ساخته شده بر روی فرآیندهای کوچکتر از همتایان قدیمی و بزرگتر خود گران تر شوند.

با این وجود، با تشدید رقابت و ورود برندها به فرآیندهای 4 نانومتری، انتظار می‌رود قیمت‌ها تثبیت شوند. برای مثال، سامسونگ به نقشه راه Extreme Ultraviolet (EUV) خود اعتماد زیادی نشان می دهد و قصد دارد اولین کسی باشد که فرآیند 4 نانومتری را معرفی می کند.

جمع بندی

این مقاله  از بخش آموزش سخت افزار به بررسی لیتوگرافی CPU می پردازد، یک جنبه حیاتی در ساخت CPU ها، که بر آرایش ترانزیستورها تمرکز دارد.

در حال حاضر، بازار از پردازنده‌های 10 نانومتری و 7 نانومتری استفاده می‌کند، با این درک که هر چه فاصله بین ترانزیستورها کمتر باشد، توانایی پردازش بیشتر و مصرف انرژی کاهش می‌یابد.

هدف این مقاله توضیح مفهوم لیتوگرافی CPU و تعیین اینکه کدام CPU در این جنبه برتر است و همچنین به صورت کلی به توضیح و تفسیر معنی لیتوگرافی سی پی یو (CPU) پرداخته است. اگر سؤالی دارید، لطفاً آنها را در بخش نظرات مطرح کنید.

5/5 - (2 امتیاز)

دیدگاهی ثبت نشده است

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

لطفاً پیش از ارسال نظر، خلاصه قوانین زیر را مطالعه کنید:

  • فارسی بنویسید، از نوشتن با حروف لاتین (فینگلیش) خودداری نمایید.
  • تجربیات شما می تواند در تصمیم گیری سایر کاربران جهت خریداری محصولات مفید باشد ، لطفاً اطلاعات مفید و مربوط به محصول فوق را با توجه به تجربیات خود به اشتراک بگذارید.
  • در هر دیدگاه می توانید حداکثر 5 مورد نقاط قوت و ضعف محصول را ثبت کنید.
  • از ارسال لینک‌ و اطلاعات شخصی از قبیل تلفن، ایمیل و آی‌دی شبکه‌های اجتماعی خودداری کنید.
  • از بکار بردن کلمات و اصطلاحاتی که محتوای نامناسب و توهین آمیز و قومیتی دارند خودداری کنید.
  • اين سايت تابع قوانين و مقررات جمهوري اسلامي ايران است.