Ecco tutto ciò che sappiamo sul processore in silicio a 3 nm di Apple

Si prevede che Apple utilizzerà processori di nuova generazione basati sulla tecnologia di produzione a 3 nm e li lancerà entro la fine dell'anno prima nei telefoni iPhone, quindi qual è l'impatto di questi processori avanzati? E cosa significa?

La produzione di semiconduttori è il processo di creazione di chip per computer. E il "nodo" di questo processo o quello che viene chiamato il termine "Nodo", che è una misura della dimensione più piccola possibile utilizzata nel processo di fabbricazione, misurata in nanometri, che è un'unità per misurare lunghezze molto brevi, e il nodo del chip aiuta a determinare la densità del transistor sul chip, oltre a migliorare le prestazioni e l'efficienza energetica. In breve, minore è la dimensione del nodo, maggiore è il numero di transistor che possono essere inseriti nel chip, con conseguenti prestazioni ed efficienza migliori.

Negli ultimi anni, il rapporto tra dimensioni fisiche effettive e progressi tecnologici dei chip è diventato meno chiaro; A causa della lentezza dei progressi e della maggiore attenzione al marketing. Tuttavia, il termine si riferisce ancora generalmente al livello di sofisticazione e avanzamento nella tecnologia dei chip.

Quali nodi utilizza attualmente Apple?

Nel 2020, Apple ha compiuto un enorme salto nel processo di produzione passando alla tecnologia di produzione a 5 nm per il chip A14 Bionic e il chip M1 utilizzati nei suoi dispositivi. Tuttavia, alcuni chip come S6, S7 e S8 nell'Apple Watch utilizzano ancora il processo a 7 nm. Questo perché questi chip sono basati sul chip A13 Bionic, che è stato l'ultimo chip di Apple progettato per l'iPhone utilizzando un processo a 7 nm.

E Apple ha lanciato il chip A16 Bionic con iPhone 14 Pro e iPhone 14 Pro Max, e conferma che si tratta di un chip con una precisione di fabbricazione di 4 nanometri; Perché utilizza la tecnologia TSMC N4. Ma in realtà, è realizzato utilizzando una versione migliorata della precisione di produzione a 5 nm con la tecnologia N5 e N5P di TSMC. Apple lo ha definito un chip a 4 nm per scopi di marketing, ma la tecnologia sottostante si basa su un processo a 5 nm migliorato sviluppato da TSMC.

Cosa porterà la tecnologia 3nm?

La precisione di produzione a 3 nanometri fornirà un grande salto in termini di prestazioni ed efficienza per i chip Apple. Questa dimensione ridotta consente un aumento significativo del numero di transistor su un chip, poiché l'aumento del numero di transistor consente di elaborare più attività contemporaneamente ed eseguirle a una velocità maggiore. Oltre a una significativa riduzione dei consumi energetici rispetto alle generazioni precedenti.

Consentirà fino al 35% in meno di consumo energetico offrendo prestazioni migliori rispetto alla tecnologia a 5 nm che Apple ha utilizzato per i suoi chip delle serie A e M dal 2020.

E con lo sviluppo di chip a 3 nm, c'è il potenziale per integrare componenti personalizzati più avanzati direttamente sul chip. Ad esempio, questi chip potrebbero supportare meglio le attività avanzate di intelligenza artificiale e apprendimento automatico, consentendo capacità di intelligenza artificiale più potenti ed efficienti. Inoltre, prestazioni grafiche migliorate, che consentono un'elaborazione grafica più avanzata, si traducono in un migliore rendering grafico, risoluzioni più elevate, animazioni più fluide ed esperienze coinvolgenti in applicazioni, giochi e altre attività ad alta intensità grafica. Può contribuire a immagini più dettagliate e realistiche, che migliorano la qualità complessiva dell'elaborazione grafica sui dispositivi che utilizzano questi chip.

Ci sono state voci che indicavano che Apple inizialmente intendeva includere funzionalità di ray-tracing nel chip A16 Bionic, ma ha deciso di rimuovere questa funzione durante il processo di sviluppo del chip e tornare invece al design della CPU A15 Bionic. Tuttavia, è possibile includere il supporto del ray tracing nel chipset a 3 nm.

La tecnologia ray tracing, o RTX, è una tecnologia che genera immagini altamente realistiche che simulano il modo in cui la luce si comporta nel mondo reale, tenendo conto di fattori come riflessione, rifrazione e ombre. Tracciando il percorso della luce mentre interagisce con gli oggetti in una scena XNUMXD, il ray tracing può produrre immagini che assomigliano molto a ciò che si può vedere nel mondo reale. Il ray tracing è computazionalmente costoso e richiede una notevole potenza di elaborazione, ma ne vale la pena. Questa tecnologia è ampiamente utilizzata nell'industria cinematografica e nello sviluppo di videogiochi per creare immagini fotorealistiche di alta qualità.

Con i progressi nella tecnologia dei chip, come il passaggio a dimensioni dei nodi più piccole come 3nm, sta diventando sempre più possibile integrare componenti di ray tracing specializzati direttamente in un progetto di chip imminente.

Va notato che il passaggio a chip di dimensioni inferiori può presentare alcune sfide, come una maggiore densità di potenza, generazione di calore e complessità di produzione. Questo è uno dei motivi per cui i processi di produzione fanno sempre più passi da gigante. Questi salti in genere comportano il passaggio a una dimensione del nodo più piccola, ad esempio passando da 7 nm a 5 nm e quindi a 3 nm. Ogni nuova dimensione del nodo rappresenta un miglioramento significativo nelle capacità di produzione dei chip e spesso porta vantaggi come una maggiore densità dei transistor, migliori prestazioni, migliore efficienza energetica e funzionalità avanzate.

Secondo The Information, questi futuri processori Apple conterranno quattro die, che possono supportare fino a 40 core. Il processore M2 ha 10 core e M2 Pro e Pro Max hanno 12 core, quindi la tecnologia 3nm può migliorare notevolmente le prestazioni dei sistemi multi-core. Ciò consente attività di elaborazione più simultanee e migliora le prestazioni complessive nelle applicazioni che possono utilizzare efficacemente più core.

Quando verranno annunciati i primi chip a 3 nm?

TSMC ha intensificato attivamente i suoi test di produzione a 3 nm dal 2021 e quest'anno si aspetta che la tecnologia sia commercialmente valida. La piena produzione commerciale dovrebbe iniziare nel quarto trimestre del 2023 e si ritiene che il piano di produzione sia sulla buona strada.

È stato riferito che Apple ha effettuato un grosso ordine per il suo chipset a 3 nm. Rapporti recenti indicano che TSMC sta affrontando sfide per soddisfare la domanda dei prossimi dispositivi Apple. A causa di strumenti e problemi di produttività, che possono causare alcuni problemi minori, come ritardi. Tuttavia, è improbabile che Apple rinvii il lancio dei modelli A17 Bionic e iPhone 15 Pro.

Una volta prodotta la tecnologia a 3 nm, TSMC prevede di procedere con lo sviluppo della tecnologia a 2 nm e la produzione dovrebbe iniziare nel 2025.

Quali dispositivi imminenti conterranno chip di silicio Apple da 3 nm?

Quest'anno, si dice che Apple introdurrà due chip 3nm, il chip A17 Bionic e il chip ‌M3. Si prevede che il processore A17 Bionic sarà incluso per la prima volta in iPhone 15 Pro e iPhone 15 Pro Max, che dovrebbero essere rilasciati in autunno.

Per il chip M3, può essere fornito per MacBook Air da 13 pollici, iMac da 24 pollici e iPad Pro.

Fonte:

macromacro