جدول المحتويات:
تطورت معالجات الهواتف المحمولة على مر السنين. لدينا حاليًا معالجات أكثر قوة وأكثر كفاءة في استخدام الطاقة وأصغر بكثير. و المفتاح لهذا التطور المستمر هو نانومتر. لن تبدو هذه الكلمة مألوفة للكثيرين منا. ولكن هذا ما سمح لنا تقريبًا بالحصول على أجهزة كمبيوتر صغيرة في راحة أيدينا اليوم. نخبرك عن سبب أهميتها وما هي الآثار المترتبة على العمارة القائمة على حجم أصغر من النانومترات.
نانومترات والمعالجات والترانزستورات
النانومترات بحد ذاتها ليست أكثر من وحدة قياس ، الطول على وجه الدقة. إذا حاولنا إجراء تحويل من نانومتر إلى أمتار ، فسنجد كمية سخيفة ، لكن الأكثر إثارة للفضول: النانومتر يعادل واحد من المليار من المتر. لتبسيطها ، لن نتمكن من رؤية شيء مبني في هذه الأبعاد. من هنا تأتي أهميته. مكونات المعالج مبنية على هذا المقياس.
يتكون المعالج من ترانزستورات ، وهذه هي وحدة المعالجة الأساسية الخاصة به. إنهم مسؤولون عن التصرف قليلاً وتقليد أبسط حالاتها التي تكون 0 أو 1. مع هذا ، يمكن أن تترك الطاقة تمر أو لا. لتبسيط هذا ، يمكننا أن نفهم قليلاً على أنه مصباح كهربائي يمكن أن يكون في حالتين ، مطفأ أو مضاء. من خلال الانضمام إلى العديد من الترانزستورات ، يمكننا إنشاء بوابة منطقية تكون قادرة على إجراء عمليات صغيرة وبسيطة. ولكن بإضافة المزيد من البوابات المنطقية ، فإن عدد العمليات التي يمكنك إجراؤها يزيد ، بالإضافة إلى تعقيدها.
العلاقة بين نانومتر والمعالجات تكمن في الترانزستورات. كما قلنا من قبل ، هذه هي وحدتك الأساسية. داخل المعالج نجد آلاف أو ملايين الترانزستورات. اختلف المبلغ على مر السنين بسبب التقدم في تقليص الحجم. من الواضح أن هذا لم يكن مجرد نزوة ، وليس المقصود فقط تقليل حجم المعالجات لتتمكن من إنشاء هواتف ذكية أصغر أو أرق. هدفه الرئيسي هو زيادة عدد الترانزستورات داخل المعالج دون زيادة حجمه.
ميزة هذا واضحة. كلما زاد عدد الترانزستورات ، سيكون لدينا المزيد من البوابات المنطقية القادرة على أداء عمليات أكثر تعقيدًا في وقت أقل. والنتيجة هي "قوة" أكبر عندما يتعلق الأمر بمعالجة المعلومات. بالإضافة إلى ذلك ، من خلال تضمين عدد أكبر من الترانزستورات ، نحصل أيضًا على زيادة في كفاءة الطاقة. هذا لأن الترانزستورات بها مساحة أقل بينهما ، وبالتالي فإن مرور الطاقة بينهما يكون أكثر كفاءة بحيث يتم تقليل الخسائر. المثال الواضح على ذلك هو الانتقال من Snapdragon 820 إلى 830 حيث يغير بنية القاعدة من 14 إلى 10 نانومتر مع كل المزايا التي ينطوي عليها ذلك. مثل تقليل الحجم بنسبة 36٪ والمزيد من المكونات الداخلية. كل هذا يعني بالنسبة للمستخدم أنه سيكون لديه هاتف محمول ستسمح له قوته بنقل أي تطبيق أو لعبة دون العبث ، وسيتم تقليل استهلاك البطارية بحيث يكون الاستقلال الذاتي أكبر.
تطور ومستقبل المعالجات
في البداية ، لم يتم تصنيع الترانزستورات داخل المعالجات بالنانومتر بل بالميكرونات. كانت معالجات أقل كفاءة وأقل قوة بكثير من المعالجات الحالية. في غضون سنوات قليلة فقط ، تم إحراز تقدم هائل في تقليل الترانزستورات. منذ عام 2013 مع معالج Qualcomm Snapdragon 800 المتطور الذي تم تصنيعه في 28 نانومتر. حتى 808 و 810 ، والتي تم تخفيضها إلى 20 نانومتر. ثم ندخل اليوم تقريبًا مع 820-821 مبني في 14 نانومتر وأحدث 835 مبني في 10 نانومتر. يمكن رؤية التطور بالعين المجردة ، مما يقلل من حجم الترانزستورات لإنشاء معالجات أكثر قوة وكفاءة.نحن اليوم عند 10 نانومتر ، ولكن هناك بالفعل توقعات للذهاب إلى 7. من الواضح أننا مع استمرارنا في التقدم بهذه الطريقة سنجد حاجزًا ماديًا لن يسمح لنا بتقليل حجم الترانزستورات بعد الآن وسيتعين علينا الابتكار غير ذلك.
