نانومتر در CPU چیست؟ تاثیرگذاری نانومتر در CPU گوشی های هوشمند یا کامپیوتر و اهمیت آنها در پردازنده ها

امروزه شاهد بهره‌گیری از تکنولوژی‌ها و فناوری‌های روز دنیا در ساخت قطعات الکترونیکی دستگاه‌های هوشمند مختلف هستیم. نانومتر در CPU به عنوان فناوری اندازه‌گیری ابعاد ترانزیستورهای سازنده یک پردازنده شناخته می‌شود که معیاری کاربردی برای اندازه‌گیری قدرت محاسباتی CPU گوشی هوشمند یا کامپیوتر به‌حساب می‌آید. در واقع هر نانومتر (nm) معادل یک میلیاردم متر (۰٫۰۰۰۰۰۰۰۰۱ متر‌) است که واحد بسیار کوچکی در ساخت قطعات کامپیوتری محسوب می‌شود و هر چقدر عدد نانومتر در پردازنده گوشی یا کامپیوتر کمتر باشد، امکان افزایش تعداد ترانزیستورهای یک تراشه وجود دارد؛ در نتیجه تعداد و سرعت عملیات پردازش به شدت افزایش می‌یابد. حال بسیاری از فعالان صنعت سخت‌افزار و خریداران کامپیوتر یا گوشی هوشمند این سوال را در ذهن دارند که نانومتر (nm) در پردازنده چیست؟ چگونه بر روی عملکرد تلفن همراه یا کامپیوتر تاثیرگذار خواهد بود؟

در اینجا تلاش خواهیم کرد تا اطلاعات کامل و جامعی در ارتباط با فناوری نانومتر در CPU در اختیار علاقه‌مندان به مباحث کامپیوتری قرار دهیم؛ بنابراین اگر شما هم جزو آن دسته از افرادی محسوب می‌شوید که به دنبال آشنایی با فناوری نانومتر در پردازنده‌ها یا خرید دستگاه هوشمند هستید، توصیه می‌کنیم مطالعه این مطلب را از دست ندهید.

بیشتر بخوانید: بهترین پردازنده‌های گوشی

نانومتر (nm) در CPU   

نانومتر (nm) در واقع یک واحد اندازه‌گیری بسیار دقیق طول است که از نانومتر در CPU برای اندازه‌گیری اندازه ترانزیستورهای سازنده یک پردازنده استفاده می‌شود. در یک CPU میلیاردها ترانزیستور وجود دارند که محاسبات را از طریق سیگنال‌های الکتریکی با خاموش/ روشن کردن انجام می‌دهند. به‌طور کلی فناوری نانومتر در پردازنده به عنوان یک گره پردازشی‌(Process Node)  یا فرآیند فناوری (Technology Process)  یا نود (node) شناخته می‌شود که فرآیند طراحی و تولید CPU از طریق لیتوگرافی را شامل خواهد شد. در حقیقت هر چقدر عدد فناوری نانومتر در CPU کمتر باشد، امکان تعبیه تعداد بیشتری ترانزیستور در یک محدوده مشخص وجود دارد؛ از این‌رو هر چقدر تعداد ترانزیستورها بر روی یک تراشه بیشتر باشد، پردازش‌های بیشتری امکان‌پذیر خواهد بود.

اهمیت نانومتر کمتر در پردازنده

معمولا زمانی‌که افراد قصد خرید گوشی هوشمند یا کامپیوتر دارند، به مشخصاتی چون رم، تعداد هسته‌های پردازنده، سرعت کلاک پردازنده، گرافیک و … توجه می‌کنند و به دنبال مشخصات با اعداد بالاتر هستند اما در ارتباط با نانومتر قضیه کاملا برعکس است. در واقع نانومتر کمتر به دلایل زیر برای دستگاه حائز اهمیت خواهد بود:

• قدرتمندتر بودن؛ ترانزیستورها برای روشن/ خاموش شدن به برق نیاز دارند؛ از این‌رو یک نانومتر کمتر بدین معنی است که برای کار به ترانزیستور کمتری نیاز خواهد بود. نانومتر کمتر در پردازنده سبب افزایش تعداد ترانزیستور در یک محدوده مشخص شده و این موضوع به افزایش سرعت پردازش کمک شایانی خواهد کرد و در نتیجه سیستم قدرتمندتر می‌شود.
• کاهش خنک‌کننده؛ زمانی‌که ترانزیستورهای CPU دستگاه، مصرف انرژی کمتری داشته باشند؛ میزان تولید گرما کمتر می‌شود و دستگاه برای ادامه کار به خنک‌کننده‌های کمتری نیاز خواهد داشت.
• سرعت بالاتر ترانزیستورها؛ زمانی‌که اندازه ترانزیستور کوچکتر می‌شود، فاصله بین آن‌ها کاهش می‌یابد و در نتیجه سیگنال الکتریکی با سرعت بالاتری حرکت می‌کند و عملکرد کلی پردازنده سریع‌تر می‌شود.
• افزایش چگالی ترانزیستور؛ هنگامی که نانومتر در CPU عدد کمتری باشد، تراکم ترانزیستور در پردازنده افزایش می‌یابد و در نتیجه پردازش قدرتمندتر انجام می‌شود.

فناوری ۷ نانومتری و ۱۰ نانومتری

CPU از میلیاردها ترانزیستور بسیار کوچک تشکیل شده است که این ترانزیستورها دروازه‌های الکتریکی برای روشن یا خاموش کردن و اجرای محاسبات خواهند بود. ترانزیستورها برای انجام عملیات مختلف به برق نیاز دارند؛ از این‌رو هر چقدر اندازه ترانزیستور کوچکتر باشد، توان کمتری مصرف می‌کند. فناوری ۷ نانومتری و ۱۰ نانومتری مقیاس‌هایی برای اندازه‌گیری ترانزیستور هستند که در سال‌های اخیر توسط کمپانی‌های معتبر در ساخت پردازنده‌های اینتل و AMD مورد استفاده قرار گرفته‌اند.

فناوری‌های جدید ۷ نانومتری و ۱۰ نانومتری در ساخت تراشه در واقع نخستین فشرده‌سازی ترانزیستورها پس از مدت‌ها به خصوص توسط شرکت اینتل محسوب می‌شوند که سبب کاهش هزینه و افزایش چگالی در اندازه‌های یکسان خواهند شد که این موضوع سبب می‌شود تا بتوان تعداد هسته‌های بیشتری را بر روی یک تراشه قرار داد. به‌طور کلی فناوری ۷ نانومتری عملا دو برابر فشرده‌تر از فناوری ۱۴ نانومتری است و به کمپانی‌هایی چون AMD امکان ارائه تراشه‌های سرور ۶۴ هسته‌ای را می‌دهد که در مقایسه با تراشه‌های ۳۲ هسته‌ای از عملکرد بهتری برخوردار هستند.

نانومتر کمتر در CPU چگونه تاثیرگذار خواهد بود؟

کوچکتر شدن اندازه ترانزیستورهای پردازنده سبب کاهش خاصیت خازنی میان ترمینال‌های آن یعنی source  و drain می‌شود که در نتیجه پردازنده‌هایی سریع‌تر با مصرف انرژی کمتر خواهیم داشت. همچنین فناوری نانومتر در CPU باعث می‌شود تا ترانزیستورهای کوچکتر به ولتاژ کمتری برای فعالیت خود نیاز پیدا کنند که این موضوع سبب کاهش میزان انرژی مصرفی می‌شود. کاهش ابعاد پردازنده به سازندگان این امکان را می‌دهد تا تعداد چیپ‌‌های بیشتری را بر روی یک ویفر سیلیکونی قرار دهند. به‌طور کلی اگر‌چه نانومتر کمتر در CPU سبب پیچیده‌تر و گران‌تر شدن تجهیزات می‌شود اما در نهایت کاهش هزینه تولید را در پی خواهد داشت.

چیپست‌های ۵ نانومتری در چه دستگاه‌هایی استفاده شده‌اند؟

چیپست ۵ نانومتری به عنوان نسل جدید فناوری در برخی از دستگاه‌های هوشمند مورد استفاده قرار گرفته‌اند. گوشی آیفون ۱۲ و ۱۳ از چیپست ۵ نانومتری برخوردار هستند و از بین تراشه‌های ۵ نانومتری کوالکام هم می‌توان به اسنپدراگون ۷۸۰G  و اسنپدراگون ۸۸۸ اشاره کرد. اگزینوس ۲۱۰۰ هم از سری فناوری ۵ نانومتری بهره می‌برد. AMD و اینتل هم در حال آماده‌سازی برای چیپست‌های ۵ نانومتری در تولیدات خود هستند تا بتوانند عملکرد کامپیوترها را بهبود ببخشند. لازم به ذکر است که اینتل می‌خواهد پردازنده ۵ نانومتری را با نام «A20» روانه بازار کند که حرف A مخفف آنگستروم بوده و هر آنگستروم معادل یک دهم نانومتر است. اینتل با این روش نامگذاری می‌خواهد معیار جدیدی برای پردازندها ایجاد کند.

جمع‌بندی

در مطلب فوق سعی کردیم تا اطلاعات مفیدی در ارتباط با نانومتر در CPU در اختیار مخاطبان قرار دهیم تا افراد بتوانند در هنگام خرید گوشی هوشمند یا کامپیوتر با بررسی نانومتر در CPU دستگاه با دید بازتری تصمیم بگیرند.

بیشتر بخوانید: نحوه عملکرد پردازنده یا سی پی یو (CPU) و اهمیت آن در کامپیوتر