Что такое техпроцесс. В чем измеряется величина техпроцесса. Какой бывает техпроцесс. На что влияет техпроцесс. Где применяются процессоры. Что такое деградация процессора. Примеры техпроцессов графических и центральных процессоров.
Что такое техпроцесс
Техпроцесс — конкретный метод производства, используемый для изготовления кремниевых чипов, который измеряется тем, насколько мал транзистор. Движущей силой проектирования интегральных схем является миниатюризация. Это означает большую вычислительную мощность на квадратный дюйм и чипы, которые можно поместить во все более жесткие помещения. По мере того, как транзисторы становятся меньше, они переключаются быстрее и потребляют меньше энергии.
Современные устройства основаны на полупроводниковой электронике. В них используются кристаллы кремния, одного из самых распространенных элементов в природе. Этот материал стал важен только после того, как исчезла громоздкая и занимающая много места ламповая система для производства транзисторов. Процессоры, чипы памяти, контроллеры, датчики всех видов — все они используют кремний, а точнее, кристаллы кремния.
Техпроцесс относится к процессу производства и анализирует материалы, используемые для изготовления чипа. Чем ниже значение технологического процесса, тем точнее и чувствительнее машины, используемые для производства чипа.
Техпроцесс оказывает значительное влияние на энергоэффективность устройства. Со временем меняется только технология, используемая для изготовления чипа. Чипы стали меньше, мощнее и энергоэффективнее.
В чем измеряется величина техпроцесса
Год за годом слово «нанометр» заполняет нашу жизнь. Нанометр — это -9 в десятой степени, или одна миллиардная часть метра, что является очень маленькой величиной. Технические процессы постоянно меняются. Это влияет на энергопотребление и энергоэффективность. Чем ниже технологический процесс, тем быстрее и эффективнее чип.
Каковы единицы измерения технологического процесса? Уменьшение технологического процесса трудно заметить невооруженным глазом. Например, чем меньше технологический процесс, тем выше производительность чипа, даже в менее сложных повседневных устройствах, таких как смарт-часы или Bluetooth-гарнитуры. В результате устройства не предназначены (или, по крайней мере, не рассчитаны) на длительную работу. В ноутбуках и ПК процессоры меньшего размера помогают упростить и уплотнить систему охлаждения.
Какой бывает техпроцесс
Исходя из уровня унификации могут быть следующие разновидности техпроцессов:
- единичный;
- типовой;
- групповой.
Единичный техпроцесс — технический процесс, относящийся к продукции с одинаковым наименованием, размером и характеристиками, независимо от вида производства (используется для производства продукции с одинаковым наименованием, размером и характеристиками, независимо от вида производства).
Типовой техпроцесс — техпроцесс, характеризующийся общим содержанием и последовательностью выполнения большинства технических операций и технических преобразований для группы изделий с общими конструктивными характеристиками.
Типовые техпроцессы используются:
- для информационной основы для проектирования рабочего процесса;
- как рабочий процесс, когда доступна вся информация, необходимая для изготовления компонента, или как основа для разработки стандартизированных критериев рабочего процесса.
Групповой техпроцесс — это группа стандартных технических операций, характеризующих группу изделий с общими конструктивными особенностями, имеющих одинаковое содержание и набор технических преобразований. Это набор продуктов с различными конструктивными особенностями (но с общими техническими характеристиками), которые используют однотипное и быстро меняющееся оборудование и характеризуются единым методом обработки. Групповой техпроцесс состоит из серийных операций, общих для разных групп деталей и использующих определенный набор приспособлений на конкретном станке. Таким образом, групповой техпроцесс — это серия пакетных операций, когда группа (или группы деталей) различных деталей изготавливается с использованием общего технологического маршрута.
На что влияет техпроцесс
Технология миниатюризации процессоров позволила производителям выпускать высокопроизводительные чипы без ущерба для производительности. Однако снижение производительности процессорной технологии не следует интерпретировать как снижение производительности самого чипа, поскольку плотность транзисторов выше, а количество ядер в чипе увеличилось по сравнению с предыдущими процессорными технологиями.
Каково влияние процессорной технологии? Процессы производства Snapdragon значительно изменились за последние восемь лет. Благодаря более энергоэффективным чипам смартфоны работают дольше. А поскольку емкость аккумуляторов смартфонов и планшетов не может продолжать увеличиваться, производители стремятся внедрять новейшие технологии в свои разработки. Например, Snapdragon 200, выпущенный в 2013 году, был построен по технологии 45 нм от Qualcomm, в то время как новейший Snapdragon 888 построен по технологии 5 нм. Разница в энергоэффективности между этими чипами говорит сама за себя.
Где применяются процессоры
Во всем мире принято делить процессоры на группы для конкретных применений:
- Рабочие станции начального уровня — это рабочие лошадки малого бизнеса, где на счету каждый рубль и требуется надежная, безупречная производительность. В них также могут использоваться процессоры Pentium 4 с частотой 2-2,2 ГГц. Здесь, однако, обязательным условием является наличие не менее 256 кБ скрытой памяти L2. Чипсет Intel 850 хорошо подходит для такой конфигурации.
- Рабочие станции среднего уровня: необходимы не только компьютеры со стандартными пакетами офисных программ, если таковые имеются, то уже оснащенные процессором Itanium с частотой 800 МГц и кэш-памятью 2 Мбит или процессором Intel Xeon с частотой 2-2,2 ГГц. Эти чипы уже доступны в различных версиях, например, Intel 460 или 860 соответственно.
- Рабочие станции высшего уровня: например, компьютеры, которые должны использовать профессиональную графику, обрабатывать большое количество мультимедийных файлов и т.д. и требуют больших вычислительных ресурсов. В этом случае рекомендуется процессор Itanium 800 МГц или 1 ГГц с 3-4 МБ кэша L3, который также хорошо работает с процессорами Intel Xeon 2 ГГц.
- Массовые производительные настольные компьютеры. Для них цена является ключевым фактором. Для таких конфигураций рекомендуется процессор Pentium 4 с частотой 2 ГГц или выше. Системная шина (соединение данных с внешней памятью) должна быть 400 МГц. Для материнских плат доступны наборы микросхем Intel 845 и 850 (наборы микросхем, см. главу 4).
- Серверы начального уровня — это устройства, которые зачастую не располагаются на рабочем столе пользователя, поскольку они предназначены для удаленного многопользовательского использования. Эти компьютеры должны надежно работать в любое время дня и ночи, а это значит, что для них отключение питания или перезагрузка операционной системы может рассматриваться как чрезвычайная ситуация — сбой. Хотя процессоры Intel Xeon с сетевой частотой 2-2,2 ГГц по-прежнему рекомендуются, идеальным вариантом является чипсет Intel E7500. Также рекомендуются процессоры Pentium III с основной частотой 1,26 ГГц.
- Сервер среднего класса: фактически это предыдущий вариант, но для компаний с большим количеством географически разбросанных сайтов. Для него предлагается процессор Intel Xeon с частотой 1,4 ГГц или выше, с 512 кБ кэша L3. Другой вариант — процессор Itanium с частотой 800 МГц или 1 ГГц и 2-3 мегабайтами кэша, для которого может использоваться чипсет Intel 460.
- Серверы высокого класса — это компьютеры, которые обслуживают большое количество пользователей. Рекомендуется процессор Itanium с частотой 800 МГц или 1 ГГц с 3-4 мегабайтами кэш-памяти L3 и чипсет Intel 460 или Intel Xeon MP с частотой 1,4-1,6 ГГц и 1 мегабайтом кэш-памяти L3.
- Высокопроизводительные мобильные ПК — это устройства для профессиональных деловых и научных приложений. Для таких девайсов требуются мобильные системные процессоры: Intel Pentium 4-M 1,2-1,7 ГГц или Pentium III-M 1,2 ГГц; чипсеты должны поддерживать функции энергосбережения — это Intel 830M/MR и Intel 845MP/MZ.
Что такое деградация процессора
Эти процессоры очень трудно уничтожить. Однако физическая разборка (процесс демонтажа внутренних компонентов) облегчает эту задачу. Негерметичность внутренних компонентов и высокие температуры со временем снижают производительность. Это приводит к частым сбоям и невозможности работать на прежних скоростях. Поскольку внутренняя структура становится меньше, плотность сжатия и флюса компонентов также уменьшается. Неподходящие температуры и высокие нагрузки ускоряют процесс деградации.
Если смартфон часто зависает, то это может быть связано с деградацией процессора. Одна из причин, по которой смартфоны и другие устройства через некоторое время теряют работоспособность, заключается в деградации процессора. Фактические данные показывают, что чем новее технология обработки данных, тем быстрее она начинает деградировать.
Примеры техпроцессов графических и центральных процессоров
Ниже представлены пример актуальных техпроцессов, используемых известными производителями графических и центральных процессоров.
AMD (процессоры)
Техпроцесс 32 нм. Сюда можно отнести Trinity, Bulldozer, Llano. Допустим, процессоры Bulldozer, имеют чиссло транзисторов 1,2 млрд., при этом площадь кристалла равняется 315 мм2.
Техпроцесс 45 нм. Сюда относятся процессоры Phenom и Athlon. Допустим, процессоры Phemom имеют число транзисторов 904 млн. при этом площадь кристалла составляет 346 мм2.
Intel
Техпроцесс 22 нм. По 22-нм нормам создаются процессоры Ivy Bridge (Intel Core ix — 3xxx). Допустим, у Core i7 – 3770K имеется 1,4 млрд. транзисторов, при этом площадь кристалла составляет 160 мм2.
Техпроцесс 32 нм. Сюда можно отнести процессоры Intel Sandy Bridge (Intel Core ix – 2xxx). В этом случае находится 1,16 млрд. на площади 216 мм2.
AMD (ATI) (видеокарты)
Техпроцесс 28 нм. Видеокарта Radeon HD 7970
Nvidia
Техпроцесс 28 нм. Geforce GTX 690
Частые вопросы
Какие есть прогнозы относительно уменьшения техпроцессов?
