Oczekuje się, że niestandardowy krzem Apple przeskoczy do 3 nm, techniki produkcyjnej nowej generacji, jeszcze w tym roku, ale co dokładnie oznacza ulepszony proces dla chipów nowej generacji firmy?
Produkcja półprzewodników to proces stosowany do wytwarzania chipów. „Węzeł” procesu to, najprościej mówiąc, miara najmniejszego możliwego wymiaru stosowanego w produkcji, mierzonego w nanometrach (nm). Węzeł chipa pomaga określić jego gęstość tranzystorów, a także koszt, wydajność i wydajność.
Związek z rzeczywistymi wymiarami fizycznymi stał się mglisty w ostatnich latach, ponieważ postęp zwolnił, a marketing stał się ważniejsze, ale nadal ogólnie określa, jak zaawansowana jest technologia chipów.
Apple dokonał ostatniego dużego skoku w procesie produkcyjnym w 2020 r., kiedy przeszedł na proces 5 nm TSMC z A14 Bionic i układ M1. Niektóre chipy, takie jak S6, S7 i S8 w Apple Watch, nadal wykorzystują proces produkcji 7 nm, ponieważ są oparte na A13 Bionic – ostatnim chipie Apple 7 nm zaprojektowanym dla iPhone’a.
Apple wprowadziło układ A16 Bionic z iPhonem 14 Pro i iPhonem 14 Pro Max w zeszłym roku. Apple twierdzi, że jest to układ 4 nm, ponieważ wykorzystuje proces „N4” TSMC, ale w rzeczywistości jest wykonany z ulepszoną wersją procesów 5 nm N5 i N5P TSMC.
Co przyniesie 3 nm?
Produkt 3 nm powinien zapewnić co najmniej największy skok wydajności i wydajności chipów Apple od 2020 r. Zwiększona liczba tranzystorów możliwa dzięki technologii 3 nm umożliwia układowi wykonywanie większej liczby zadań jednocześnie i z większą szybkością przy mniejszym zużyciu mocy.
Technika produkcji nowej generacji pozwala chipom zużywać do 35 procent mniej energii, zapewniając jednocześnie lepszą wydajność w porównaniu z procesem 5 nm, który Apple stosuje we wszystkich swoich chipach z serii A i M od 2020.
Chipy 3 nm mogą również pozwolić na bardziej zaawansowany dedykowany sprzęt chipowy. Na przykład chip 3 nm mógłby potencjalnie obsługiwać bardziej zaawansowane zadania sztucznej inteligencji i uczenia maszynowego, a także bardziej zaawansowane możliwości graficzne.
Plotki głosiły, że firma Apple opracowała nowy procesor z możliwością śledzenia promieni dla A16 Bionic, ale porzuciła tę technologię pod koniec procesu opracowywania A15 Bionic, powracając do procesora z A15 Bionic. W związku z tym wbudowana obsługa ray tracingu z pierwszymi chipami 3 nm wydaje się wysoce prawdopodobna.
Warto zauważyć, że przejście na mniejszy rozmiar chipa może również wiązać się z pewnymi wyzwaniami, takimi jak zwiększona gęstość mocy, wytwarzanie ciepła i złożoność produkcji. Jest to jeden z powodów, dla których coraz rzadziej dochodzi do dużych przeskoków w procesie produkcyjnym.
Według The Information, przyszłe chipy Apple zbudowane w procesie 3 nm będą wyposażone w maksymalnie cztery matryce, które będą obsługiwać do 40 rdzenie obliczeniowe. Chip M2 ma 10-rdzeniowy procesor, a M2 Pro i Max mają 12-rdzeniowy procesor, więc 3 nm może znacznie zwiększyć wydajność wielu rdzeni.
Kiedy pojawią się pierwsze chipy 3 nm?
TSMC przyspieszyło testy produkcji 3 nm od 2021 r., ale oczekuje się, że w tym roku technologia będzie wystarczająco dojrzała, aby była opłacalna komercyjnie. Oczekuje się, że TSMC rozpocznie pełną komercyjną produkcję chipów 3 nm w czwartym kwartale 2022 r. Uważa się, że harmonogram produkcji przebiega zgodnie z planem.
Uważa się, że zamówienie Apple na chipy 3 nm jest tak duże, że zajmuje Całe moce produkcyjne TSMC dla węzła w tym roku. Ostatnie raporty sugerują, że dostawca ma trudności z wyprodukowaniem wystarczającej liczby chipów 3 nm, aby zaspokoić popyt na nadchodzące urządzenia Apple.
Analitycy uważają, że TSMC ma problemy z narzędziami i wydajnością, co wpływa na zwiększenie masowej produkcji nowego chipa technologia. Istnieje szansa, że niektóre urządzenia M3 mogą być nieco opóźnione z powodu tych problemów, ale wydaje się mało prawdopodobne, aby Apple chciało opóźnić premierę modeli A17 Bionic i iPhone’a 15 Pro.
Gdy produkcja 3 nm zostanie ukończona dobrze ugruntowana, TSMC przejdzie do 2 nm. Oczekuje się, że produkcja w węźle 2 nm rozpocznie się w 2025 r.
Jakie nadchodzące urządzenia będą wyposażone w 3 nm chipy Apple?
Plotki głoszą, że w tym roku Apple wprowadzi co najmniej dwa chipy wykonane w procesie 3 nm TSMC: A17 Bionic i chip M3. Pierwszymi urządzeniami zawierającymi A17 Bionic będą prawdopodobnie „iPhone 15 Pro” i „iPhone 15 Pro” Max, które mają zostać wprowadzone na rynek jesienią.
Oczekuje się, że pierwsze urządzenia M3 będą zawierały zaktualizowaną wersję 13-calowy MacBook Air, 24-calowy iMac i iPad Pro. iPhone 15 Pro i iPhone 15 Pro Max to jedyne urządzenia, które podobno zawierają układ A17 Bionic, ale prawdopodobnie pojawi się on w iPhone 16 i iPhone 16 Plus w przyszłym roku oraz potencjalnie w innych urządzeniach, takich jak iPad mini i Apple TV. nadchodzące lata.
Apple pracuje nad wieloma układami M3 o nazwach kodowych Ibiza, Lobos i Palma. Patrząc dalej w przyszłość, analityk Apple, Ming-Chi Kuo, uważa, że nowe 14-i 16-calowe modele MacBooka Pro, które pojawią się w 2024 roku, będą wyposażone w układy M3 Pro i M3 Max.