Нужно больше современных чипов: MediaTek, TSMC и другие компании выводят на рынок 4-нм процессоры

Весной этого года корпорация IBM заявила о разработке процессора по 2-нм техпроцессу. Причем это были не просто слова, компания продемонстрировала тестовые образцы чипа. Правда, анонс подвергли критике, сразу по нескольким причинам. Во-первых, компания обтекаемо сообщила про плотность транзисторов на кристалле. Сообщалось, что «на кристалле размером с ноготь удалось разместить 50 млрд транзисторов». Во-вторых, 2-нм, если так выразиться, могут быть разными — здесь все зависит от того, как эти 2 нм подсчитывать. Кроме того, неясно было, когда компания собирается пустить чип в промышленное производство.

Как бы там ни было, пока 2-нм чипов на рынке нет. Зато вскоре могут появиться 4-нм процессоры для мобильных устройств. Их появление анонсировала компания, от которой подобных заявлений вряд ли кто ждал — это MediaTek. Ее представители рассказали о том, что смартфоны на основе новых процессоров, Dimensity 9000, появятся уже в начале 2022 года. Понятно, здесь тоже можно сомневаться в том, кто и как считал эти 4 нм, но, похоже, вскоре все утверждения можно будет проверить. Под катом — подробности о процессоре и прогнозы других поставщиков чипов относительно выхода на рынок чипов, изготовленных по разным техпроцессам.

Компания заявила, что это процессор для мобильных устройств, который может считаться конкурентом Qualcomm Snapdragon 898. Производить и тот, и другой чипы будет TSMC, компания, у которой есть и свои планы на разработку новейших чипов — об этом поговорим ниже.

Что касается характеристик процессора от MediaTek, то это трехкластерный чип. Первый кластер — самый производительный, здесь находится ARM Cortex X2 с частотой работы 3,05 ГГц. Во втором кластере производитель разместил три ядра Cortex A710 с частотой работы 2,85 ГГц, в третьем — сразу четыре ядра Cortex-A510 с частотой 1,8 ГГц. Соответственно, процессор у MediaTek восьмиядерный. Что касается графики, то это Mali G710 с 10 ядрами.

Но и это не все, разработчики добавили шестиядерный APU-модуль, который планируется задействовать в вычислениях, которые связаны с ИИ. Известно, что в процессоре 8 МБ кэша третьего уровня и 6 МБ системного кэша.

Новый процессор оснащен 18-рязрядным цифровым сигнальным процессором для обработки изображений, что важно для современных устройств, причем далеко не только смартфонов. Чип совместим с широким рядом моделей сенсоров, вплоть до 430 МП. Чип может работать одновременно с тремя потоками видео в формате 4К HDR.

Не отстает чип и в плане поддержки различных экранов — он совместим с наиболее современными дисплеями, вплоть до систем с частотой обновления до 180 Гц. Также процессор будет совместим с LPDDR5X и модулем связи 5G. Смартфоны с Dimensity 9000 получат Bluetooth 5.3 и Wi-Fi 6E.

MediaTek утверждает, что процессор на 35% производительнее hi-end чипов для смартфонов других производителей. Кроме того, Dimensity 9000 примерно на треть энергоэффективнее. К сожалению, в анонсе нет наглядных результатов сравнения с конкретными моделями процессоров других производителей.

Что касается смартфонов, в которых будет использоваться новый чип, то их станут выпускать, в основном, китайские компании. Это Oppo, Realme и OnePlus, а также Xiaomi. Возможно, новые чипы станут использовать Motorola и Samsung.

Современные процессоры — весьма интересная тема, но у нас есть и другие статьи, оцените — мы рассказываем о:

→ Маленьких «малинках» в крупном дата-центре
→ новых SoC от Apple — M1 Pro и M1 Max
→ Создании собственного корпуса для сервера

Да, как и говорилось выше, собственные 4-нм и даже 3-нм процессоры в 2022 году планирует сразу несколько компаний. В их число входит TSMC, которая и производит львиную долю современных чипов на рынок. Не так давно сообщалось, что TSMC увеличила свой бюджет капитальных затрат на 2021 год до $25–28 миллиардов. Кроме того, компания пообещала вложить $30 млрд в рамках своего трехлетнего плана по вложению $100 млрд в производственные мощности и НИОКР. Около 80% из указанных средств TSMC собирается потратить в 2021 году на расширение возможностей для передовых технологий — 3 нм, 4/5 нм и 6/7 нм.

То, что есть у TSMC сейчас — улучшенная версия 5-нм технологии, которая получила название N5P. Она дает возможность увеличить частоту работы ядер чипа на 5% или снизить энергопотребление на 10% при той же сложности кристалла, что и в случае обычного 5-нм техпроцесса. N5P дает возможность начать работу и с 4-нм техпроцессом.

«N4 — это прямой переход от N5 с совместимым дизайном, обеспечивающий дальнейшее повышение производительности, мощности и плотности размещения транзисторов для следующей волны 5-нанометровых чипов. Производство N4 запланировано на вторую половину этого года, а на полную мощность производство элементов такого типа намечено на 2022 год», — заявил представитель компании.

Южнокорейская корпорация Samsung не так давно сообщала о намерении выпускать 3-нм чипы в ближайшем будущем. Правда, начало производства планировалось на 2022 год, а затем планы перенесли на 2023, с запуском массового производства в 2024 году. Перенос вызван дефицитом сырья, высокой нагрузкой на производственные линии компании и другими причинами.

Тем не менее, корпорация планирует через несколько лет догнать и обогнать TSMC в плане производства современных электронных компонентов. Тайваньская компания не так давно опередила Samsung, первой начав производить 7-нм чипы, а потом — и 5-нм.

Ну а что касается 2-нм и 1-нм техпроцесса, то об этих технологиях пока рано говорить. Да, сразу несколько компаний заявили о том, что у них либо уже готов проект по разворачиванию производства 2-нм чипов, либо же он будет подготовлен в ближайшее время. Но даже по самым оптимистичным прогнозам первые 2-нм чипы появятся не ранее конца 2023 — начала 2024 года. А если текущие проблемы на рынке электроники будут усугубляться, то планы явно придется перенести.