Что такое техпроцесс в видеокарте?

Техпроцесс видеокарты: его влияние и что это такое?

Привет, друзья! Возможно, погружаясь в тематику компьютерного железа, вы встречали такое понятие как техпроцесс видеокарты, что это такое, на что влияет и какой из них лучший, расскажу в сегодняшней публикации. Все готово, поехали.)

Где там транзисторы

Любой процессор состоит из огромного количества микроскопических транзисторов – что ЦП, что графический чип. Однако транзисторы здесь не совсем привычные – например, не такие, как в радиоприемнике. Реализованы они на куске кремния, из которого состоит процессор.

Сегодня размеры этих компонентов измеряются уже в нанометрах – одной миллиардной части метра – например, 40 нм, 22 нм или 16 нм. Чем меньше цифра, тем тоньше техпроцесс и тем больше транзисторов умещается на той же площади кристалла.

Вообще, техпроцессом называется совокупность действий оборудования по изготовления какой-либо детали, в нашем случае микросхемы. Однако применительно к процессорам и графическим чипам такое обозначение – разрешение печатного оборудования, которое создает компоненты на поверхности кристалла.

Однако учитывайте, что во многих интернет-магазинах, в характеристиках товара этого параметра нет, поэтому при заказе комплектующих, необходимо уточнять детали у консультанта. Как вариант, можно узнать эту информацию на официальном сайте производителя.

Влияние техпроцесса

Технологии делаются все совершеннее, позволяя уменьшить техпроцесс, увеличив тем самым количество транзисторов на одной и той же площади. Что значит это в практическом плане?Увеличение количества транзисторов позволяет увеличить количество логических блоков и тем самым производительность процессора при тех же физических размерах. Как вариант, можно не изменять количество транзисторов, но уменьшить размеры компонента.

При уменьшении размеров транзисторов, снижается тепловыделение и энергопотребление. Благодаря этому, можно увеличить количество ядер процессора без риска перегрева, что негативно сказывается на производительности. Особенно это актуально для лэптопов и планшетов – да, в крутых моделях тоже установлены видеокарты, созданные по тому же принципу.

Переход на новый, более совершенный техпроцесс, требует от производителя железа проведения фундаментальных исследований, разработки нового оборудования, его создания и обкатки.

По этой причине новые модели центральных и графических процессоров стоят чрезвычайно дорого. Но за то, чтобы быть на гребне волны прогресса, никаких денег не жалко, не правда ли?

Также хочу акцентировать внимание на том, что обкатка нового техпроцесса происходит не сразу, и поэтому первые партии новых комплектующих могут получиться откровенно неудачными.

При увеличении площади кристалла, сложность только возрастает. Увы, лепить многоядерные процессоры по новой технологии вот так «с лету», не получится – никто не хочет работать себе в убыток и разбираться потом с возмущенными покупателями.

Дальнейшие перспективы

Некоторые из вас, вероятно, подумали, что развитие технологий – дело времени, и техпроцесс можно уменьшать до бесконечности. Увы, это не совсем верно. Физические свойства материи имеют определенные рамки, и со временем настанет тот предел, меньше которого создавать транзисторы, попросту не получится.Вот только каким будет их размер и когда это будет – пока не совсем понятно. Вполне вероятно, что к тому времени изобретут какую-нибудь принципиально иную технологию, а процессоры на основе кремниевого кристалла канут в Лету, как это случилось с ламповой электроникой.

Надеюсь, исходя из вышеизложенного, вам уже понятен ответ на вопрос: 14 нм или 28 нм – что лучше. Если я не вполне понятно излагал свои мысли, то лучше 14 нм, однако стоят, созданные по такому техпроцессу компоненты, дороже.

А вообще, чтобы разобраться, какой девайс вам лучше купить при сборке или апгрейде компа, советую ознакомиться с публикациями «Из чего состоит современная видеокарта для ПК» и «Правильный выбор видеокарты по параметрам для компьютера». О том, где лучше покупать комплектующие для системного блока, вы можете почитать здесь.

В качестве возможного варианта, советую обратить внимание на видеокарты серии 1060 – например, ASUS GeForce GTX 1060 DUAL OC [DUAL-GTX1060-O3G]. За приемлемую цену вы сможете с комфортом обрабатывать видеоролики и запускать новые игры (правда, некоторые из них не на максимальных, а на средних настройках качества графики). На ближайшие несколько лет такого девайса, вам хватит с головой, я это гарантирую.

На этом я с вами прощаюсь. Не забудьте поставить лайк репосту этой статьи в социальных сетях. Также подпишитесь на новостную рассылку, чтобы быть в курсе последних обновлений моего чрезвычайно полезного блога.

С уважением, Андрей Андреев

Источник: https://infotechnica.ru/pro-kompyuteryi/o-videokartah/tehprotsess-chto-eto-takoe/

Техпроцесс и его значение, а также про Zen, Polaris и Pascal

В преддверии выхода новых поколений процессов и видеокарт от AMD и NVIDIA стоит разобрать такую важную характеристику чипа, как технологический процесс его производства. Intel уже с 2015 года клепает процессоры на 14 нм техпроцессе, в то время, как AMD и NVIDA используют уже устаревший 28 нм техпроцесс. Из нашей статьи вы узнаете о том, что такое техпроцесс производства чипа и его влияние на основные характеристики CPU/GPU, а также узнаете ответ на вопрос: «Что лучше: купить сейчас или подождать нового поколения?»

Введение

При анонсе видеоадаптеров Pascal (NVIDIA), Polaris и Zen (AMD) все крупные производители полупроводниковых схем объявили о переходе на новый техпроцесс производства с применением FinFET транзисторов.

Все эти новшества компания Intel использует с поколения Broadwell в 2015 году и менять их на более тонкий техпроцесс в 10 нм не планирует и в следующем после Skylake поколении, кстати про технологии компании Intel можно прочесть здесь.

Надо заранее отметить, что здесь не будут затронуты всякие тонкости производства транзисторов, здесь вы просто узнаете о значении более тонкого техпроцесса.

Что такое техпроцесс?

Вообще техпроцесс производства полупроводниковых схем подразумевает последовательность различных технологических и контрольных операций. Но почему тогда в графе техпроцесс пишется цифра с обозначением в нанометрах? Просто у фотолитографического оборудования, при помощи которого получают транзисторы, есть разрешающая способность. Чтобы лучше понять это советуем вам посмотреть это видео:

Со временем происходит эволюционное совершенствование этого процесса, что позволяет до сих пор соблюдать Закон Мура.

Интересный факт: Intel Pentium имел техпроцесс в 800 нм, что по современным меркам кажется безумно большой цифрой! И всего лишь 3,1 млн. транзисторов. (У Intel Core i7-5960X 14 нм и 2.6 млрд. транзисторов)

На что влияет техпроцесс?

Недаром же производители гордятся новым достигнутым уровнем этого технологического процесса. Ведь он дает ощутимые преимущества:

• уменьшение самих транзисторов ведет к увеличению их количества на единице площади, а это увеличение позволяет или поместить на подложку большее число транзисторов, что увеличивает производительность за счет расширения количества вычислительных блоков или уменьшить площадь самой подложки при сохранении прежнего числа транзисторов.
• меньший размер транзисторов позволяет уменьшить их тепловыделение и энергопотребление. Это позволяет или увеличить частоту и количество вычислительных ядер без ущерба тепловыделению или просто уменьшить энергопотребление, что особо удобно для лэптопов.
• вместе с 14 нм техпроцессом часто применяют FinFET транзисторы. Это такие транзисторы, которые имеют трехмерный затвор в форме плавника, что позволяет уменьшить размер транзистора и уменьшить потери тока и задержки. Их бывает несколько видов, но здесь про них рассказано не будет, так что если интересно, то сходите сюда.
• переход на новый техпроцесс требует нового оборудования, что является недешевой операцией. Это сказывается в первую очередь на цене процессоров.
• переход на новую стадию происходит не сразу. Технологию надо обкатать, поэтому первые чипы на новом технологическом процессе могут получаться далеко не с первого раза (влияет на цену). Особенно эта сложность растет с увеличением площади чипа, что не позволяет сразу после презентации нового техпроцесса сразу «лепить» быстрые многоядерные чипы с огромной площадью кристалла. Это в большей степени касается топовых видеочипов, где может применяться до 12 млрд транзисторов!

Так чего следует ждать?

Если поразмыслить, то получается, что в этом-следующем году следует ожидать значительного скачка в энергоэффективности, что позволит поднять частоту у топовых чипов и снизить требования к охлаждению у дешевых.

По видеокартам

В этом поколении у AMD с их Polaris (RX 400-серия) есть все шансы составить конкуренцию NVIDA с их Pascal ведь их техпроцесс будет меньше, что может скомпенсировать повышенное тепловыделение карт на архитектуре GCN. Хотя помимо самого техпроцесса оба производителя представят новую архитектуру, что может продемонстрировать нам новый уровень быстродействия, как никак 4K стандарт набирает свои обороты. Если хотите узнать несколько интересных фактов о вашей видеокарте, то вам сюда.

По процессорам

Что касается процессоров, то здесь AMD обещают нам 40% прирост производительность на такт, что сулит здоровую конкуренцию с Intel, которые последнее время что-то обленились, их 5% прирост в Skylake расстроил многих фанатов. Также с таким скачком в техпроцессе Zen наконец может дать реальное подспорье Intel в энергоэффективности. Старые 28 нм не могли составить никакой конкуренции по этому параметру.

https://www.youtube.com/watch?v=KkjHJ4bVnRY

Также на данный момент уже известно, что процессоры Zen не заменят собой FX и Opteron, эти чипы не будут выпускаться далее 2016 года.

На микроархитектуру Zen возлагаются достаточно большие надежды, ведь к ее разработке приложил свою руку Джим Келлер. Он известен, как разработчик, создавший DEC Alpha 64-bit RISC, что затем вылилось в AMD K7. Им была создана архитектура AMD K8 после чего он ушел из AMD в 1999 году. Теперь же после возвращения в 2012, он вновь покидает «красных».

Просим нас простить за такой небольшой экскурс в историю, может кто-нибудь заинтересуется этой темой.

Выводы

Техпроцесс производства чипа имеет очень большое влияние на такие параметры, как энергопотребление, количество транзисторов и косвенно влияет на производительность.

Кроме апгрейда техпроцесса AMD и NVIDIA демонстрируют и новые архитектуры, что в сумме позволит совершить скачок в энергоэффективности и производительности.

Так что если вас мучает вопрос, о том, стоит ли подождать до новых выхода новых видеокарт и процессоров или покупать здесь и сейчас, мы склоняемся ко второму варианту. Исключение, наверное будет составлять случай с самыми мощными видеокартами, так как из-за большой площади чипа их выпуск может задержаться.

Источник: https://game-tips.ru/hardware/tehprotsess-i-ego-znachenie-a-takzhe-pro-zen-polaris-i-pascal/

История одного обмана: почему размер техпроцесса сейчас почти ничего не значит

© Engineering IT Tallaght

Важной характеристикой полупроводниковой продукции является технологический процесс, по которому она произведена. Кремниевые чипы делают методом фотолитографии, используя для этого специальное оборудование. Его ключевым параметром является разрешающая способность, от которой зависит размер элементов (транзисторов), вытравливаемых на кремниевой пластине.

Чем тоньше техпроцесс — тем меньше будут транзисторы, а следовательно, для их питания требуются меньшие токи и напряжения. От этого напрямую зависит общее энергопотребление чипа, его нагрев и срок службы. Поэтому сравнивая техпроцесс, по которому произведены рассматриваемые CPU или GPU, можно определить, какой из них энергоэффективнее. Точнее, можно было раньше, но сейчас дело обстоит несколько иначе.

© Wikipedia

Из вполне объективного параметра, который был универсальным и мог использоваться при сравнении чипов разных производителей, техпроцесс сегодня превратился в некую маркетинговую величину, указывающую на что угодно, но не на фактический размер транзисторов в составе процессора.

История техпроцессов

В 70-х, когда только начали свой путь процессоры семейства x86, величина техпроцесса привязывалась к разрешающей способности оборудования и длине затвора транзистора. Связь этих цифр вполне логична: если вы берете сверло на 8 мм, то естественно, что и проделанное им отверстие будет иметь диаметр около 8 мм. Можно сделать и больше, если рассверливать отверстие, но меньше – не получится. С фотолитографией дела обстояли точно так же: если оборудование имеет разрешение 3 мкм, то и затвор транзистора меньше 3 мкм сделать невозможно.

Intel 8008 (1971 год, 10 мкм) — отдельные транзисторы видны под микроскопом © Ken Shirriff's blog

Начав с 10 мкм в начале 70-х, производители процессоров освоили к 1979 году нормы 3 мкм, к 1982 — 1,5 мкм, а в начале 90-х научились использовать 0, 8мкм (800 нм). В 90-х чипы производились на оборудовании с разрешением 0,35 мкм (350 нм), 0,25 мкм, 0,18 мкм. В 21 век компьютерная индустрия вступила с техпроцессом 130 нм (0,13 мкм), взятым на вооружение в 2000 году. Вот тогда-то и были созданы предпосылки к нынешнему положению дел.

По техпроцессу 130 нм в начале 2000-х производились многочисленные центральные процессоры Intel, AMD, а также графические процессоры для видеокарт. Это последний техпроцесс, произведенные по которому чипы разных фирм можно было сравнивать с предшественниками и между собой, чтобы оценить энергоэффективность.

После того, как был освоен техпроцесс 130 нм, производители столкнулись с первыми серьезными трудностями, требующими существенного пересмотра технологии обработки кремниевых пластин. При введении норм 90 нм на смену алюминию в составе транзисторов пришла медь, для изоляции функциональных элементов стали использовать новые диэлектрики, имеющие меньшую электропроницаемость.

С нормами 90 нм цифры, обозначающие техпроцесс, окончательно перестали строго соответствовать размерам транзистора и разрешению оборудования. Они стали условными и выводились из предыдущего поколения. Так, техпроцесс 65 нм означал уже не разрешение оборудования, а указывал, что в сравнении с прошлым поколением площадь транзистора уменьшилась вдвое, а его линейные размеры (ширина и длина, длина затвора), следовательно, примерно в 1,4 раза (квадратный корень из 2 приблизительно равен 1,41). То есть, цифра указывала, что переход на новые нормы эквивалентен улучшению разрешения оборудования в 1,4 раза.

© Intel

Примерно на 65 нм пути производителей окончательно разошлись, так как каждый начал использовать свою технологию изготовления кремниевых чипов, сильно отличающуюся от технологий конкурентов. Если сравнивать технически близкие (по числу ядер, частоте, объему кэша, числу транзисторов) процессоры Intel и AMD, сделанные по нормам 65 нм, то их энергоэффективность будет примерно одинаковой. С 40 или 45 нм отличия уже более существенны, то есть, энергоэффективность похожих чипов Intel и AMD, сделанных по нормам 45 нм, уже могут сильно отличаться.

Сравнение размера техпроцессов

От физической величины – к абстрактным «попугаям»

С момента, когда техпроцесс стал относительной величиной, не привязанной к реальному разрешению оборудования, ситуация стала запутаннее. Однако несколько лет еще можно было примерно сравнивать размеры транзисторов в составе чипов. Так, 45 нм, используемые Intel, были сравнимы с 40 нм, указываемыми GF (Global Foundries — дочерняя фирма, выделенная из состава AMD) и TSMC. Интеловские 32 нм эквивалентны 28 нм у конкурентов, а 22 нм равнялись 20 нм.

Можно заметить, что разбежность хоть и небольшая, но уже тогда (в конце 00-х) AMD и TSMC начали использовать более красивые цифры в маркетинговых целях. Сильно отличались и технологии. Так, Intel использовала для своих транзисторов метод HfSiON/TaN, а AMD и TSMC (эта компания выпускает мобильные чипсеты MediaTek, Apple, GPU для видеокарт AMD и Nvidia) — другой вид high-k/metal gate.

Ядро Intel Cote i7-7700K (2017 год, 14 нм) — отдельные транзисторы не видны, только их группы © ExtremeTech

После 22 нм прогресс несколько застопорился, так как еще сильнее уменьшать транзисторы оказалось проблематично. Знаменитый «Закон Мура» дал сбой, скорость перехода на новые техпроцессы снизилась. Спасением стала технология FinFET, суть которой состоит в изменении положения транзистора из горизонтального в вертикальное. И вот тут случилось ужасное: цифра, указывающая на размер техпроцесса, стала показывать «погоду на Марсе», а не физическую величину, на которую можно положиться с чистой совестью.

Сейчас наиболее распространены техпроцессы 14 (Intel, Samsung) и 16 нм (GF, TSMC). Однако из-за того, что затворы транзисторов в чипах, сделанных по этим нормам, располагаются вертикально, судить об их энергоэффективности по цифрам уже практически нереально. Ведь теперь имеет значение не только площадь транзистора, но и его высота.

Понять, почему теперь техпроцесс слабо коррелирует с энергопотреблением, можно из следующего наглядного примера.

Представьте затвор «старого» горизонтального транзистора в виде металлического «блина» и цифру техпроцесса как его диаметр в сантиметрах. То есть, транзистор чипа 45 нм — круг диаметром 45 см, а 32 нм — 32 см. Иллюстрацией работы затвора, который открывается для пропускания тока, служит поднятие «блина». Логично, что как поднимать меньшую железку легче, так и меньший транзистор кушает меньше электричества.

С введением вертикальных затворов они, образно говоря, превратились из «блина» в трубу. При сохранении длины этой трубы у изделий с разным техпроцессом ситуация сохраняется: чем меньше диаметр — тем меньше вес, следовательно, и поднимать меньшую трубу легче. Но вся загвоздка в том, что теперь «диаметр трубы» значения не имеет, зато имеет значение длина. А ее-то цифра техпроцесса никак не обозначает!

И теперь вполне возможна ситуация, когда за маленькой цифрой техпроцесса кроется «тяжелый» затвор, который занимает малую площадь, так как ориентирован вертикально, но кушает — будь здоров.

Такую безрадостную картину мы уже можем наблюдать, рассматривая чипы TSMC и Intel или Samsung в сравнении. Казалось бы, 16 и 14 нм — разница пустяковая, но не тут-то было! Вот сравнить те же MediaTek Helio P20 (TSMC 16 нм) и Qualcomm Snapdragon 625 (Samsung 14 нм). Вроде, очень похожие чипы, но из-за того, что TSMC хитрит с обозначением техпроцесса, используя сравнительно «тяжелые» транзисторы, сделанный на ее фабрике процессор уступает конкуренту по части энергоэффективности, больше потребляя и сильнее греясь.

Таким образом, сейчас мы живем во времена, когда цифра техпроцесса указывает только на плотность размещения транзисторов относительно чипов прошлых поколений, но при этом имеет минимальную смысловую нагрузку при оценке энергоэффективности.

Источник: https://hype.tech/@na100gramm/istoriya-odnogo-obmana-pochemu-razmer-tehprocessa-seychas-pochti-nichego-ne-znachit-59z8tdvk