As Unidades Centrais de Processamento (CPUs) são construídas utilizando bilhões de transistores minúsculos, que funcionam como interruptores elétricos, ligando e desligando para realizar cálculos. O funcionamento desses transistores requer energia, e quanto menor o transistor, menor a quantidade de energia necessária para sua operação. As designações “7nm” e “10nm” referem-se ao tamanho desses transistores, onde “nm” significa nanômetros, uma unidade de medida extremamente pequena. Essa medida é um indicador relevante para avaliar a capacidade de processamento de uma CPU.
Para contextualizar, o processo de fabricação “10nm” é a tecnologia mais recente da Intel, com lançamento previsto para o quarto trimestre de 2019, enquanto “7nm” geralmente se refere ao processo da TSMC, que serve de base para as novas CPUs da AMD e o chip A12X da Apple.
A Importância dos Novos Processos de Fabricação
A Lei de Moore, que preconizava a duplicação do número de transistores em um chip a cada ano, acompanhada pela redução dos custos pela metade, manteve-se válida por um longo período, mas recentemente tem perdido ritmo. No final dos anos 90 e início dos anos 2000, os transistores reduziam seu tamanho pela metade a cada dois anos, resultando em melhorias significativas de forma consistente. No entanto, a redução subsequente tornou-se mais desafiadora, e a Intel não realizava uma redução nos transistores desde 2014. Os novos processos representam, portanto, as primeiras reduções substanciais em muito tempo, principalmente para a Intel, e indicam um breve ressurgimento da Lei de Moore.
Devido aos atrasos da Intel, até mesmo os dispositivos móveis tiveram a chance de avançar, com o chip A12X da Apple sendo fabricado no processo de 7nm da TSMC e a Samsung usando seu próprio processo de 10nm. Com as próximas CPUs da AMD usando o processo de 7nm da TSMC, a empresa tem a oportunidade de ultrapassar a Intel em desempenho, trazendo uma competição salutar para o mercado dominado pela Intel, pelo menos até o lançamento dos chips “Sunny Cove” de 10nm da Intel.
O Significado da Medida “nm”
As CPUs são produzidas através de um processo chamado fotolitografia, no qual a imagem da CPU é gravada em uma placa de silício. O método preciso de fabricação é conhecido como nó de processo e é medido pelo tamanho dos transistores.
Transistores menores são mais eficientes em termos energéticos, possibilitando a execução de mais cálculos sem aquecimento excessivo, que geralmente é o fator limitante para o desempenho da CPU. A tecnologia também permite a criação de matrizes menores, reduzindo custos e aumentando a densidade em um mesmo espaço físico, o que significa mais núcleos por chip. O processo de 7nm é aproximadamente duas vezes mais denso do que o nó anterior de 14nm, permitindo que empresas como a AMD lancem chips de servidor com 64 núcleos, um avanço significativo em relação aos 32 núcleos anteriores (e 28 da Intel).
É importante observar que, apesar da Intel ainda utilizar o nó de 14nm e da AMD estar se preparando para lançar processadores de 7nm em breve, isso não implica que os processadores da AMD serão duas vezes mais rápidos. O desempenho não escala diretamente com o tamanho do transistor, e em escalas tão pequenas, esses números já não são tão precisos. A maneira como cada fundição de semicondutores realiza as medições pode variar, por isso é mais adequado considerá-los como termos de marketing usados para segmentar produtos, em vez de medidas precisas de potência ou tamanho. Por exemplo, o próximo nó de 10nm da Intel deverá competir com o nó de 7nm da TSMC, mesmo que os números não se correspondam diretamente.
Aprimoramentos Notáveis em Chips para Dispositivos Móveis
A redução do nó de fabricação não se limita apenas ao aumento de desempenho; também acarreta implicações significativas para chips de baixo consumo em dispositivos móveis e notebooks. Com o processo de 7nm, em comparação com o de 14nm, é possível obter um aumento de desempenho de 25% com a mesma potência, ou o mesmo desempenho com metade do consumo energético. Isso se traduz em maior duração de bateria com o mesmo nível de performance e chips mais potentes para dispositivos menores, pois é possível ajustar o dobro do desempenho dentro das limitações de consumo de energia. Já testemunhamos o chip A12X da Apple superando alguns chips Intel mais antigos em testes de benchmark, apesar de ter apenas resfriamento passivo e estar contido em um smartphone. Este é apenas o primeiro chip de 7nm a chegar ao mercado.
A redução do nó de fabricação é sempre uma notícia positiva, já que chips mais rápidos e eficientes energeticamente têm impacto em quase todos os aspectos do mundo da tecnologia. 2019 será um ano promissor para a tecnologia com o lançamento desses nós mais recentes, e é reconfortante ver que a Lei de Moore ainda não perdeu sua relevância.