Hier finden Sie alles, was wir über den 3-nm-Siliziumprozessor von Apple wissen

Es wird erwartet, dass Apple Prozessoren der nächsten Generation auf Basis der 3-nm-Fertigungstechnologie verwenden und diese später in diesem Jahr zunächst in iPhone-Telefonen einführen wird. Welche Auswirkungen haben diese fortschrittlichen Prozessoren also? Und was bedeutet das?

Bei der Halbleiterfertigung handelt es sich um den Prozess der Herstellung von Computerchips. Und der „Knoten“ dieses Prozesses oder das, was als „Knoten“ bezeichnet wird, ist ein Maß für die kleinstmögliche Abmessung, die im Herstellungsprozess verwendet wird, gemessen in Nanometern, einer Einheit zur Messung sehr kurzer Längen, und Der Chipknoten hilft dabei, die Dichte des Transistors auf dem Chip zu bestimmen und verbessert die Leistung und Energieeffizienz. Kurz gesagt: Je kleiner die Knotengröße, desto mehr Transistoren können in den Chip gepackt werden, was zu einer besseren Leistung und Effizienz führt.

In den letzten Jahren ist der Zusammenhang zwischen tatsächlichen physikalischen Abmessungen und Fortschritten in der Chiptechnologie weniger klar geworden; Aufgrund des langsamen Fortschritts und der verstärkten Konzentration auf das Marketing. Der Begriff bezieht sich jedoch immer noch allgemein auf den Grad der Ausgereiftheit und des Fortschritts in der Chiptechnologie.

Welche Knoten verwendet Apple derzeit?

Im Jahr 2020 machte Apple einen großen Sprung im Herstellungsprozess, indem es für den in seinen Geräten verwendeten A5 Bionic-Chip und den M14-Chip auf die 1-nm-Fertigungstechnologie umstieg. Einige Chips wie der S6, S7 und S8 in der Apple Watch verwenden jedoch immer noch den 7-nm-Prozess. Das liegt daran, dass diese Chips auf dem A13 Bionic-Chip basieren, dem letzten Chip von Apple, der im 7-nm-Verfahren für das iPhone entwickelt wurde.

Und Apple hat den A16 Bionic Chip mit dem iPhone 14 Pro und iPhone 14 Pro Max auf den Markt gebracht und bestätigt, dass es sich um einen Chip mit einer Fertigungsgenauigkeit von 4 Nanometern handelt; Weil es die TSMC N4-Technologie verwendet. Tatsächlich wird es jedoch mit einer verbesserten Version der 5-nm-Fertigungspräzision mit der N5- und N5P-Technologie von TSMC hergestellt. Apple bezeichnete ihn aus Marketinggründen als 4-nm-Chip, die zugrunde liegende Technologie basiert jedoch auf einem verbesserten 5-nm-Prozess, der von TSMC entwickelt wurde.

Was bringt die 3-nm-Technologie?

Die Fertigungsgenauigkeit von 3 Nanometern wird einen sehr großen Leistungs- und Effizienzsprung für Apple-Chips bedeuten. Diese reduzierte Größe ermöglicht eine deutliche Erhöhung der Anzahl der Transistoren auf einem Chip, da durch die erhöhte Transistoranzahl mehr Aufgaben gleichzeitig verarbeitet und schneller ausgeführt werden können. Zusätzlich zu einem deutlich geringeren Energieverbrauch im Vergleich zu früheren Generationen.

Es ermöglicht einen bis zu 35 % geringeren Stromverbrauch und bietet gleichzeitig eine bessere Leistung im Vergleich zur 5-nm-Technologie, die Apple seit 2020 für seine Chips der A- und M-Serie verwendet.

Und mit der Entwicklung von 3-nm-Chips besteht die Möglichkeit, fortschrittlichere kundenspezifische Komponenten direkt auf dem Chip zu integrieren. Beispielsweise könnten diese Chips fortgeschrittene KI- und maschinelle Lernaufgaben besser unterstützen und so leistungsfähigere und effizientere KI-Funktionen ermöglichen. Darüber hinaus führt eine verbesserte Grafikleistung, die eine fortschrittlichere Grafikverarbeitung ermöglicht, zu einer besseren Grafikwiedergabe, höheren Auflösungen, flüssigeren Animationen und immersiven Erlebnissen in Anwendungen, Spielen und anderen grafikintensiven Aufgaben. Es kann zu detaillierteren und realistischeren Bildern beitragen, was die Gesamtqualität der Grafikverarbeitung auf Geräten, die diese Chips verwenden, verbessert.

Es gab Gerüchte, dass Apple ursprünglich beabsichtigte, Raytracing-Funktionen in den A16 Bionic-Chip zu integrieren, sich jedoch entschied, diese Funktion während des Entwicklungsprozesses des Chips zu entfernen und stattdessen zum A15 Bionic-CPU-Design zurückzukehren. Es ist jedoch möglich, Raytracing-Unterstützung in den 3-nm-Chipsatz zu integrieren.

Die Raytracing-Technologie (RTX) ist eine Technologie, die äußerst realistische Bilder erzeugt, die das Verhalten von Licht in der realen Welt simulieren und dabei Faktoren wie Reflexion, Brechung und Schatten berücksichtigen. Durch die Verfolgung des Lichtwegs bei der Interaktion mit Objekten in einer XNUMXD-Szene kann Raytracing Bilder erzeugen, die dem, was in der realen Welt zu sehen ist, sehr ähnlich sind. Raytracing ist rechenintensiv und erfordert erhebliche Rechenleistung, aber es lohnt sich. Diese Technologie wird häufig in der Filmindustrie und bei der Entwicklung von Videospielen eingesetzt, um hochwertige fotorealistische Bilder zu erstellen.

Mit Fortschritten in der Chiptechnologie, wie der Umstellung auf kleinere Knotengrößen wie 3 nm, wird es zunehmend möglich, spezielle Raytracing-Komponenten direkt in ein kommendes Chipdesign zu integrieren.

Es ist zu beachten, dass die Umstellung auf eine kleinere Chipgröße einige Herausforderungen mit sich bringen kann, wie z. B. eine erhöhte Leistungsdichte, Wärmeerzeugung und Herstellungskomplexität. Dies ist ein Grund dafür, dass Herstellungsprozesse immer sprunghafter werden. Diese Sprünge beinhalten typischerweise den Übergang zu einer kleineren Knotengröße, beispielsweise von 7 nm auf 5 nm und dann auf 3 nm. Jede neue Knotengröße stellt eine deutliche Verbesserung der Chipherstellungsfähigkeiten dar und bringt häufig Vorteile wie eine erhöhte Transistordichte, eine verbesserte Leistung, eine bessere Energieeffizienz und eine verbesserte Funktionalität mit sich.

Laut The Information werden diese zukünftigen Apple-Prozessoren vier Chips enthalten, die bis zu 40 Kerne unterstützen können. Der M2-Prozessor verfügt über 10 Kerne und M2 Pro und Pro Max über 12 Kerne, sodass die 3-nm-Technologie die Leistung von Multi-Core-Systemen erheblich verbessern kann. Dies ermöglicht mehr gleichzeitige Verarbeitungsaufgaben und verbessert die Gesamtleistung in Anwendungen, die mehrere Kerne effektiv nutzen können.

Wann werden die ersten 3-nm-Chips angekündigt?

TSMC hat seine 3-nm-Produktionstests seit 2021 aktiv intensiviert und geht davon aus, dass die Technologie in diesem Jahr kommerziell realisierbar sein wird. Die vollständige kommerzielle Produktion soll im vierten Quartal 2023 beginnen und der Produktionsplan dürfte auf Kurs sein.

Es wurde berichtet, dass Apple eine Großbestellung für seinen 3-nm-Chipsatz aufgegeben hat. Aktuelle Berichte deuten darauf hin, dass TSMC vor Herausforderungen steht, die Nachfrage nach kommenden Apple-Geräten zu decken. Aufgrund von Werkzeug- und Produktivitätsproblemen, die zu kleineren Problemen wie Verzögerungen führen können. Allerdings ist es unwahrscheinlich, dass Apple die Einführung der Modelle A17 Bionic und iPhone 15 Pro verschiebt.

Sobald 3 nm hergestellt ist, plant TSMC, mit der Entwicklung der 2 nm-Technologie fortzufahren, und die Produktion wird voraussichtlich im Jahr 2025 beginnen.

Welche kommenden Geräte werden 3-nm-Siliziumchips von Apple enthalten?

Gerüchten zufolge wird Apple in diesem Jahr zwei 3-nm-Chips vorstellen, den A17 Bionic-Chip und den ‌M3-Chip. Es wird erwartet, dass der A17 Bionic-Prozessor erstmals im iPhone 15 Pro und iPhone 15 Pro Max enthalten sein wird, die im Herbst erscheinen sollen.

Der M3-Chip ist für das 13-Zoll MacBook Air, den 24-Zoll iMac und das iPad Pro lieferbar.

Quelle:

Makronen