هواوي تخرج سامسونج من المعادلة مع معالج كيرين 980 المرتقب .. والأسباب التي تدفع الشركات لابتكار معالجات أصغر!

لا بدّ وأن عشاق التكنولوجيا المواكبين لأحدث التوجهات في القطاع قد اطلعوا على الأخبار المتعلقة بقرار إنتل تأجيل إطلاق رقاقاتها الجديدة بتقنية 10nm، وهذه المرة إلى النصف الثاني من عام 2019. وكان الموعد المرتقب الذي حددته أكبر شركات تصنيع الأجهزة المتكاملة لإطلاق خط منتجاتها بتقنية 10nm هو عام 2016؛ واضطرت إنتل لتأجيل هذه الخطوة جرّاء مشاكل مرتبطة بعائداتها. وتعتمد إنتل حالياً على تقنية 14nm في تصنيع وحدة المعالجة المركزية ذات المستوى الرفيع.

ولكن في البداية، ما الذي تعنيه هذه الأرقام؟ باختصار، أصبحت هذه الأرقام بمثابة مصطلح تسويقي يعرف المستهلك من خلاله مدى تطور القطاع. إلا أن الأمور لم تجرِ على هذا المنوال تاريخياً! وتترافق هذه الأرقام مع أسماء مختلفة، حيث يفضل البعض تسميتها بتقنية المعالجة، بينما يتجه آخرون نحو اعتماد اسم عقدة المعالجة، أو حتى عقدة. كما ارتبطت هذه الأرقام سابقاً بمقاييس الترانزستورات على الرقاقة، مثل طول البوابة والحد الأدنى من الطبقة المعدنية، والتي كانت تتناسب تقليدياً مع حجم الترانزستور.

وتوقع قانون “مور” تضاعف كثافة الترانزستورات في الدوائر المتكاملة كل 24 شهراً. ولتحقيق ذلك، كان لا بد من تقليص مكونات الترانزستورات بعامل 0.7 لكل عقدة، مما دفع نحو ظهور أسماء العقد. ومع اعتماد الشركات الصانعة على تصاميم أحدث وأكثر تطوراً للترانزستور، توقفت المعايير المذكورة أعلاه عن كونها المحرك الدافع لمبدأ “تقليص المكعب” (Die Shrink). وفي الواقع، حافظ حجم البوابة في بعض العقد على ثباته، بينما تقلصت كافة مكونات الترانزستور الأخرى، مما أتاح للشركات تصنيع رقاقات أكثر كثافة.

ومع أبعادها الأصغر حجماً، ما زالت عقد المعالجة تقدم أداءً جيداً كمؤشرات تسلط الضوء على القفزات التي تم تحقيقها في تصنيع أشباه الموصلات. وفيما لم تحقق إنتل النجاح مع العقدة 10nm، أطلقت شركات التصنيع التي تركز على الهواتف المتنقلة منتجات تجارية مزودة بتقنية 10nm.

فعلى سبيل المثال، قامت شركة تايوان لصناعة أشباه الموصلات المحدودة بتصنيع منظومة المعالجة الرائدة SoC للمعالج كيرين 970 بتقنية 10nm، والتي تعمل عليها هواتف هواوي المتميزة: HUAWEI Mate 10 Series و HUAWEI P20 Series. ومع ذلك، سرعان ما ستتخلى التقنية 10nm عن مكانتها لصالح التقنية 7nm، حيث تشير الشائعات إلى توجّه هواوي وآبل نحو الارتقاء بمعالجات هواتفها المرتقبة إلى المستوى التالي.

وبشكل عام، تتناسب كثافة الرقاقة طرداً مع الأداء المتميز وكفاءة استهلاك الطاقة. وفيما يعتمد الأداء المتميز للطرازات السابقة على مدى سرعة تبديل الترانزستورات، من المقرر أن تتميز الطرازات الأخيرة بمستويات مقاومة أقل، مما يعني انخفاض متطلبات الطاقة اللازمة لتبديل الترانزستورات. كما يرتبط مقدار الطاقة التي تستهلكها الرقاقة طرداً مع الحرارة الناتجة عن عملها. ويعتبر الأداء الحراري أمراً بالغ الأهمية لضمان تجربة مستخدم جيدة – إذ يُعد حمل الهاتف ذو الحرارة المرتفعة أمراً غير مريح، وقد يؤدي إلى اختناق أداء المعالج، والحصول على تجربة لا ترقى إلى المستوى المطلوب.

ومن شأن الانتقال إلى عقدة أصغر تمكين شركة التصنيع من ابتكار رقاقات أصغر حجماً، مما يستقطب عدداً من كبار عملاء تلك الشركات، وهم الشركات المتخصصة بتصنيع الهواتف الذكية. وتولي عمليات تصميم الهواتف الذكية اهتماماً كبيراً بأصغر مساحة يمكن توفيرها. ومن شأن الرقاقات صغيرة الحجم تمكين شركات تصنيع الهواتف من اقتطاع نصف ملليمتر إضافي من سماكة الهاتف، أو توفير مساحة ملائمة لبطارية أكبر قليلاً. كما تمكّن هذه الرقاقات الصغيرة المصممين من دمج وحدات معالجة إضافية، مثل المعالجات المعززة بالذكاء الاصطناعي، ومعالجات الإشارة الصورية، والمعالجات الرقمية للإشارة الصورية، أو استخدام قدر أكبر من الترانزستورات في منظومة المعالجة SoC لتعزيز ميزاته. وبالإضافة لذلك، يتطلب تصنيع الرقاقة الأصغر حجماً قدراً أقل من المواد الخام، مما يؤدي إلى خفض تكلفة التصنيع.

ويشير التاريخ القصير للهواتف الذكية إلى الدور المهم الذي لعبته صناعة أشباه الموصلات في تحفيز الابتكار. ولم يستغرق القطاع أكثر من ست سنوات للانتقال من تقنية 40nm K3V2 إلى أحدث رقاقات المعالجة بتقنية 7nm التي تعتزم هواوي الكشف عنها قريباً (سيتم الكشف عن مزيد من المعلومات ذات الصلة لاحقاً). وفي كل الأحوال، لطالما حدد أداء الرقاقة سقف قدرات الهواتف الذكية – حيث يرتبط أداء شاشات العرض، والكاميرات والتقنيات الرسومية في الهواتف بمستوى أداء منظومة المعالجة المبتكرة SoC. وبالتزامن مع التطور المستمر للرقاقات، سيزداد غنى مجموعة الخواص التي تمتاز بها الهواتف الذكية بمرور الوقت.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *