एमटीई बताता है: प्रोसेसर की प्रक्रिया का आकार क्या है और यह क्यों मायने रखता है?

प्रोसेसर की प्रक्रिया नोड का आकार हमेशा कुछ ऐसा होता है जिसे अक्सर चिप के विनिर्देशों में चर्चा की जाती है। लेकिन वह क्या है, और यह क्यों मायने रखता है?

"प्रक्रिया आकार" का क्या अर्थ है?

इस संदर्भ में, कंप्यूटर की प्रोसेसर की बजाय फैब्रिकेशन प्रक्रिया का वर्णन करने के लिए "प्रक्रिया" का उपयोग किया जाता है। यह चिप कैसे बनता है, यह नहीं कि यह क्या कर सकता है। नैनोमीटर में मापा गया प्रक्रिया नोड का आकार प्रोसेसर के सबसे छोटे संभावित तत्व के आकार का वर्णन करता है।

इसकी कल्पना कीजिए: यदि प्रोसेसर का डिज़ाइन डिजिटल छवि है, तो एक "पिक्सेल" का आकार प्रक्रिया का आकार होगा। उदाहरण के लिए, इंटेल की वर्तमान प्रक्रिया पर, सबसे छोटा संभव तत्व 14 नैनोमीटर, या 14 एनएम है। प्रक्रिया जितनी छोटी होगी, उतना ही अधिक रिज़ॉल्यूशन प्राप्त किया जा सकता है। नतीजतन, फैब्रिकर्स ट्रांजिस्टर और अन्य घटकों को छोटा कर सकते हैं। इसका मतलब है कि अधिक ट्रांजिस्टर को एक छोटी भौतिक जगह में फंसाया जा सकता है। यह कुछ प्रमुख लाभों के साथ-साथ कुछ डाउनसाइड्स प्रदान करता है।

छोटा बेहतर क्यों है?

यदि आप ट्रांजिस्टर के सभी हिस्सों को समान रूप से कम करते हैं, तो उस ट्रांजिस्टर के विद्युत गुण नहीं बदले जाएंगे। और जितना अधिक ट्रांजिस्टर आप किसी दिए गए स्थान में फिट हो सकते हैं, आपके पास अधिक प्रोसेसिंग पावर होगी। यह कम्प्यूटेशनल समांतरता और कैश आकार में वृद्धि के लिए धन्यवाद है। तो यदि आप एक चिप को तेज करने या नई सुविधाओं को जोड़ने की कोशिश कर रहे हैं, तो इसके ट्रांजिस्टर के आकार को कम करने के लिए एक मजबूत प्रोत्साहन है।

छोटी प्रक्रियाओं में भी कम क्षमता होती है, जिससे ट्रांजिस्टर कम ऊर्जा का उपयोग करते समय अधिक तेज़ी से चालू और बंद कर देते हैं। और यदि आप एक बेहतर चिप बनाने की कोशिश कर रहे हैं, तो यह सही है। जितना तेज़ ट्रांजिस्टर चालू और बंद टॉगल कर सकता है, तेज़ी से यह काम कर सकता है। और ट्रांजिस्टर जो कम ऊर्जा के साथ चालू और बंद होते हैं, वे अधिक कुशल होते हैं, ऑपरेटिंग पावर को कम करते हैं, या प्रोसेसर द्वारा आवश्यक "गतिशील पावर खपत"। कम गतिशील बिजली की खपत वाला चिप चिपकने वाली बैटरी को धीरे-धीरे कम करेगा, चलाने के लिए कम खर्च करेगा, और अधिक पारिस्थितिक रूप से अनुकूल होगा।

छोटे चिप्स बनाने के लिए भी कम महंगे हैं। चिपकने वाले सिलिकॉन के गोलाकार वेफर्स पर चिप्स बनाये जाते हैं। एक सिंगल वेफर में आम तौर पर दर्जन प्रोसेसर मर जाते हैं। एक छोटा प्रक्रिया आकार एक छोटे से मरने के आकार का निर्माण करेगा। और यदि मरने का आकार छोटा है, तो एक और सिलिकॉन वेफर पर अधिक मर जाएगा। इससे विनिर्माण क्षमता में वृद्धि होती है, जिससे फैब्रिकेशन लागत कम हो जाती है। एक नई प्रक्रिया के विकास के लिए बड़े निवेश की आवश्यकता होती है, लेकिन उस लागत के बाद वसूल किया जाता है, प्रति-मरने की लागत में काफी कमी आती है।

एक छोटी प्रक्रिया के आकार का नकारात्मक हिस्सा क्या है?

छोटे ट्रांजिस्टर बनाने के लिए कठिन हैं। जैसे ट्रांजिस्टर कम हो जाते हैं, चिप्स बनाने के लिए यह कठिन और कठिन हो जाता है जो उच्चतम संभावित घड़ी की गति पर चलता है। कुछ चिप्स शीर्ष गति पर दौड़ने में सक्षम नहीं होंगे, और इन चिप्स को कम घड़ी की गति या छोटे कैश वाले चिप्स के रूप में "पिन किया गया" या लेबल किया जाएगा। छोटी प्रक्रियाओं में आमतौर पर कम घड़ी की गति पर अधिक चिप्स लगाए जाते हैं क्योंकि "परिपूर्ण" चिप अधिक चुनौतीपूर्ण होता है। फैब्रिकेटर जितना संभव हो उतने मुद्दों को खत्म करने के लिए सावधान हैं, लेकिन यह अक्सर एनालॉग दुनिया के अपरिहार्य बदलावों के लिए आता है।

छोटे ट्रांजिस्टर में भी अधिक "रिसाव" होता है। रिसाव एक माप है कि "ऑफ" स्थिति में जब ट्रांजिस्टर कितना चालू होता है। इसका मतलब यह है कि रिसाव बढ़ने के साथ ही स्थिर बिजली की खपत या निष्क्रिय होने पर ट्रांजिस्टर उपभोग की शक्ति की मात्रा भी होती है। अधिक रिसाव वाले चिप को अधिक सक्रिय होने की आवश्यकता होती है, भले ही यह सक्रिय न हो, बैटरी को तेज़ कर दें और कम कुशलता से चलें।

एक छोटी सी प्रक्रिया में कम पैदावार हो सकती है, जिसके परिणामस्वरूप कम पूरी तरह कार्यात्मक चिप्स होते हैं। इससे उत्पादन में देरी और कमी हो सकती है। इससे नई प्रक्रिया विकसित करने के लिए आवश्यक निवेश को फिर से भरना मुश्किल हो जाता है। जोखिम का यह तत्व किसी भी नई विनिर्माण प्रक्रिया को कम करता है, लेकिन यह विशेष रूप से अर्धचालक फैब्रिकेशन के रूप में सटीक प्रक्रिया के लिए सच है।

बेशक, निर्माता नई प्रक्रिया विकसित करते समय इन समस्याओं को कम करने या खत्म करने का प्रयास करते हैं, और वे अक्सर सफल होते हैं। यही कारण है कि हम चिप्स प्राप्त करते हैं जो प्रक्रिया आकार घटने के बावजूद तेज़ और अधिक कुशल होते हैं।

निष्कर्ष

प्रक्रिया का आकार घटाना मुश्किल है, लेकिन लाभ छोटे और छोटे प्रक्रिया आकारों का पीछा करने के लिए निर्माताओं के लिए एक मजबूत प्रोत्साहन बनाते हैं। और उस ड्राइव के लिए धन्यवाद, उपभोक्ताओं को हर दो साल में तेजी से, अधिक कुशल चिप्स मिलते हैं। यह उन प्रगति है जिन्होंने स्मार्टफोन जैसे तकनीकी चमत्कार किए, और इससे अगली पीढ़ी की तकनीकी उपलब्धियां सक्षम हो जाएंगी।