Десятилетиями полупроводниковая промышленность переживала бурное развитие. Основные производители придерживались Закона Мура, что позволяло не только говорить о стабильности, но и предсказуемости прогресса. Это внушало доверие к отрасли, а в итоге она превратилась, в настоящего монстра, который способен генерировать десятки миллиардов прибыли, постоянно расширяясь на смежные отрасли. Немало игроков, выпускающих электронику, извлекают выгоду из постоянного улучшения технологического процесса, поскольку обычные покупатели готовы инвестировать деньги в компьютеры или смартфоны только в том случае, если видят увеличение производительности и новые функции.
И действительно, процессоры становятся быстрее, видеокарты прирастают количеством транзисторов с невероятной скоростью, а пользователи ожидают новых презентаций, где им расскажут о технологических свершениях. Похоже, времена, когда всё это было актуально, подходят к концу. Дело в том, что абсолютно всегда уменьшение технологического процесса приносит увеличение плотности транзисторов и снижение энергопотребления. Фактически, последний показатель в готовых продуктах в лучшем случае остаётся на стандартном уровне, а чаще всего также увеличивается, ведь в последние годы прирост реального быстродействия перестал линейно зависеть от количественных показателей. Простой пример, несколько дней назад стартовали продажи графического чипа Radeon RX 7900 ХТ. По своим техническим характеристикам он более чем в 2 раза превышает флагман прошлого поколения, но прирост количества кадров в секунду не такой впечатляющий, как ожидалось. Точно такая же ситуация с NVIDIA, ведь новая GeForce RTX 4090 по многим показателям в 2.5 раза превосходит флагман прошлого поколения, а вот реальные показатели таковы, что прирост fps не превысил 55%.
На презентации 3-нм технологического процесса (N3) представители TSMC уверяли, что новика обеспечит до 1.7 раза выше плотность транзисторов по сравнению с N5. Стоит заметить, что Закон Мура давно не работает, но технологические гиганты не теряли надежды вернуться к заявленным нормам. Судя по всему, на текущем этапе это невозможно, ведь ячейки SRAM нового технологического процесса N3 почти не масштабируются по сравнению с предыдущим поколением. А вот это уже проблема, ведь современные графические чипы и процессоры имеют значительное количество кэш памяти. Например, у Ryzen 9 7950X 81 Мб кэш-памяти, тогда как у GeForce RTX 4090 и вовсе может быть до 123 Мб. Решить данную проблему без некоторых жертв невозможно, а значит будут предприниматься специфические меры. Прежде всего производители начнут увеличивать размер кристалла, что позволит увеличить площадь размещения транзисторов и дополнительных ячеек. Такой шаг ведёт за собой рост энергопотребления и резкое удорожание чипов, хотя пока неясно, насколько большими будут процессоры и графические чипы следующих поколений.
Но и это далеко не все сюрпризы, ведь ячейки SRAM нового технологического процесса N3 ещё и более предрасположены к дефектам, чем аналоги на N5. В качестве решения предлагается технология FinFlex N3, но пока результатов её успешного применения не было. Тайваньская компания планирует решить часть проблем в обновлённом технологическом процессе N3S. Ожидается, что именно там произойдёт уменьшения размера битовых ячеек SRAM, вот только случится это только в 2024 году. При этом сложно предсказать, насколько реальные цифры будут соответствовать заявленным, ведь сегодня от TSMC зависят абсолютно все крупные производители процессорной логики. Ясно, что какое-то время можно рассказывать о программных инновациях, чем с высокой вероятностью и займётся Apple в ближайшие годы, а вот NVIDIA и AMD нужно каждые два года радовать геймеров новым поколением настольной графики. А ведь ещё есть производители чипов для смартфонов на операционной системе Android, где быстродействие ставится во главу угла. Что будут делать бедолаги, если 2 года подряд не смогут показывать рост виртуальных попугаев? Неужели производители смартфонов начнут думать об увеличении срока технологической поддержки, выпуске обновлений и других программных улучшениях?
Всё то, что сегодня стало известно прессе, уже давно не секрет для партнёров TSMC. Последние ищут решения, а в качестве такового может быть использована технология чиплетов, когда большие объёмы кэш-памяти разбиваются на ячейки, размещающиеся на кристаллах, выпущенных на 5-нм тепроцессе. Уже сегодня у AMD есть технология 3D V-Cache, которая может стать основной на несколько поколений для всего рынка. Ну или можно начать использовать такие альтернативные технологии памяти, как eDRAM или FeRAM, хотя и здесь не всё гладко. Эксперты полагают, что процессоры и видеокарты (готовые продукты) станут дороже, а сделать с этим пока ничего не возможно. Источник.
