Perché vincere la gara a 7 nm è vitale per Huawei, Apple, Samsung e Qualcomm

Quando Huawei ha introdotto il suo Kirin 980 pochi giorni fa, lo ha fatto sporgendo sul petto: è stato il primo a lanciare una CPU da 7 nm per dispositivi mobili.

Sono stati i primi, ma non saranno gli ultimi. Tutto indica che Apple utilizzerà anche questa scala di integrazione nella sua futura A12, e Samsung e Qualcomm stanno anche lavorando per iscriversi a una tecnologia che porta vantaggi importanti e che fa spazio anche a una delle tecnologie chiave dei prossimi anni: il Connettività 5G.

Per prima cosa: cercare potenza, ma soprattutto efficienza

Come hanno spiegato gli esperti di produzione di semiconduttori alla conferenza del Simposio sulla strategia industriale nel gennaio 2017, i nomi dei processi litografici sono in parte uno strumento di business che "non si riferisce più a nessuna dimensione fisica nei chip".

Ciò è stato spiegato da Scotten Jones, presidente di IC Knowledge, che nella sua presentazione ha utilizzato un grafico comparativo in cui è stato possibile vedere come sono stati confrontati i processi litografici di Global Foundries, Intel, Samsung e TSMC, gli attuali quattro giganti della produzione di processori mobili.

Tale confronto ha chiarito il motivo per cui Intel, ad esempio, sta impiegando così tanto tempo a offrire ai suoi processori con tecnologia a 10 nm: in realtà, la sua densità di transistor è tale da essere paragonabile al TSMC a 7 nm, ad esempio.

In effetti TSMC è in particolare il protagonista nel campo dei telefoni cellulari perché i processori Apple e Huawei provengono dalle sue fabbriche. Samsung è responsabile della produzione sia dei processori Qualcomm che dei suoi Exynos, mentre Intel è responsabile della progettazione e produzione dei suoi processori e AMD lavora con GlobalFoundries anche se sembra che presto sarà alleato con TSMC.

6,9 miliardi di transistor offrono un ampio margine di manovra e lo sanno bene su Huawei.

Se ci concentriamo sul campo della mobilità, TSMC e Samsung hanno la voce cantante, ed entrambi stanno preparando questo salto per i 7 nanos da qualche tempo, sia che questo nome di processo sia più o meno adeguato per riferirsi alle loro caratteristiche fisiche.

Samsung, ad esempio, ha iniziato a fornire dettagli sulla sua tecnologia EUV nel giugno 2018, qualcosa che ci consente di avere transistor FinFET davvero minuscoli e che, ad esempio, ci consentiranno di raggiungere densità di archiviazione più elevate anche nella sua divisione di memoria, uno dei più importanti nel mondo. Tale tecnologia, dicono Samsung, contribuirà anche a ridurre i costi di produzione.

Alla TSMC producono microfoni da 7 nm da mesi con la loro tecnologia di prima generazione per questi nodi, il cosiddetto CLN7FF. Con esso è possibile ridurre le dimensioni della matrice del 70% per lo stesso numero di transistor, aumentare la frequenza di clock del 30% e anche ridurre il consumo di energia del 60%, ma ovviamente non è quello che fanno i produttori.

Oltre il cellulare?

Quello che fanno è approfittare di quegli spazi di manovra per integrare più componenti, che continueranno ad essere più efficienti o più dei loro predecessori anche se sono chiaramente più potenti.

Da qualche tempo, la potenza dei processori Apple ci porta a considerare un ipotetico MacBook basato su microfoni ARM.

Questa è stata la tendenza negli ultimi anni, in cui abbiamo visto come, in particolare, i processori sul campo mobile siano avanzati a un ritmo sorprendente. Oggi i dati provenienti da processori come A11 Bionic che hanno una potenza lorda superiore rispetto a processori desktop come Core i5 di settima generazione nel MacBook Pro da 13 pollici.

Ciò, naturalmente, solleva alcune delle incognite più inquietanti sul desktop computing di oggi. Intel e AMD stanno cominciando a comprendere la minaccia proveniente dai SoC mobili che offrono già una vera alternativa desktop: lo Snapdragon 850 per notebook ARM basati su Windows lo dimostra.

È improbabile che il desktop computing tradizionale basato su microfoni Intel e AMD possa essere influenzato drasticamente in qualsiasi momento presto, ma l'efficienza e le prestazioni di queste soluzioni potrebbero iniziare a convincere sempre più utenti.

Aree come il gaming, strettamente legate al PC di una vita, iniziano anche a sentire l'attacco dei telefoni cellulari orientati ai videogiochi, e quella promessa di convergenza che è stata mostrata di nuovo con la nuova edizione di Samsung DeX ci fa anche intravedere un futuro in cui lo smartphone può soddisfare le nostre esigenze come PC desktop.

Nel frattempo, sì, questa nuova scala di integrazione consentirà sempre il benvenuto "di più e meglio". Cellulari più potenti e che fanno tutto meglio o, almeno, più velocemente. Ciò riguarda tutte le aree, ma in particolare la fotografia, in cui la potenza della post-elaborazione delle immagini e della fotografia al computer hanno conquistato un mercato che non ha più bisogno di essere un esperto per scattare foto incredibili anche in condizioni di scarsa illuminazione.

Preparazione per le reti 5G

L'altra parte dell'equazione è in questi nuovi componenti di questi processori a 7 nm, che ora ospitano coprocessori specializzati (nel campo dell'intelligenza artificiale, ad esempio) e che rendono possibile anche l'integrazione di modem 5G con i quali essere preparati per il futuro.

Di volta in volta questi processi vengono perfezionati e infatti TSMC mira a essere il primo produttore a utilizzare la cosiddetta litografia a ultravioletti estremi (EUVL) in alcuni strati di produzione. Ciò consentirà una maggiore integrazione del 20% dei transistor rispetto al CLN7FF e una riduzione del 10% nei consumi, e da lì faranno il salto verso i processi CLN5 (5 nm) nel 2020.

Qualcomm ha anche confermato alcuni giorni fa che stava lavorando alla sua prossima generazione di processori - Snapdragon 855 in vista, anche se non esiste un nome confermato - che utilizzeranno anche processi di produzione a 7 nm e che integreranno il modem Snapdragon X50 preparato per le reti 5G. anche se sembra che ci vorrà ancora del tempo per connetterci a queste reti. I primi smartphone basati su tali SoC arriveranno nella prima metà del 2019, ha affermato Cristiano Amon, presidente di Qualcomm Incorporated.

La connettività 5G è senza dubbio una delle grandi promesse di questi chip, che saranno in grado di supportare tali reti senza (si spera) sacrificare prestazioni ed efficienza. Ciò, ovviamente, insieme a quegli altri compiti specializzati in settori come l'intelligenza artificiale o quell'Internet of Things che potrebbero decollare chiaramente con questi nuovi vantaggi dei processi a 7 nm. Le aspettative sono alte, ma dovremo essere cauti ... e pazienti.

In Xataka | Intel promette che i processori a 10 nm arriveranno a Natale 2019

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