تولید انبوه پردازنده های ۳ نانومتری سامسونگ از هفته آینده آغاز میشود

در حال حاضر تنها دو شرکت مستقل وجود دارند که توانایی تولید تراشه‌های پیشرفته را دارند. یکی از این کمپانی‌ها TSMC و دیگری شرکت سامسونگ است. این شرکت‌ها طرح‌های تراشه‌ها را از شرکت‌های دیگر می‌گیرند و تراشه‌های واقعی را از آن طرح، می‌سازند. در حال حاضر هر دو شرکت TSMC و سامسونگ در حال تلاش برای ساخت پردازنده‌های ۳ نانومتری هستند. هر چقدر فناوری ساخت یک پردازنده عدد کوچک‌تری داشته باشد، تعداد ترانزیستورهایی که داخل آن پردازنده وجود دارند بیشتر است.

این عدد برای یک پردازنده مهم است؛ زیرا هر چه تعداد ترانزیستورهای به کار رفته داخل یک پردازنده بیشتر باشد، آن پردازنده قدرتمندتر خواهد بود و از لحاظ مصرف انرژی نیز بهینه‌ تر عمل خواهد کرد. هر دو سال، عدد مربوط به فناوری ساخت نصف می‌شود و در واقع تعداد ترانزیستورهایی که داخل یک مدار مجتمع قرار می‌گیرند دوبرابر می‌شوند. این قانون معروف به قانون مور است که نامش را از نام یکی از بنیان گذاران شرکت اینتل به نام گوردون مور گرفته‌اند.

 اما این قانون یک قانون قطعی نیست. زیرا هر ساله ما شاهد کوچک‌تر شدن عدد مربوط به فناوری ساخت پردازنده‌ها هستیم. سرعت این روند از یک جایی به بعد کاهش می‌یابد و ما دیگر نمی‌توانیم انتظار داشته باشیم که هر دو سال یک‌ بار تعداد ترانزیستورها دوبرابر شود.

ما شاهد آن بودیم که چگونه قانون مور باعث افزایش قدرت پردازش پردازنده‌ها در سال‌های اخیر شد. برای مثال آیفون X را به یاد بیاورید که در سال ۲۰۱۷ معرفی شد و مجهز به پردازنده A10 بیونیک اپل بود. پردازنده A10 بیونیک، در هر تراشه تعداد ۴.۳ میلیارد ترانزیستور داشت. سپس اپل در سال ۲۰۲۰  نسل چهارم iPad Air را با پردازنده A14 بیونیک روانه بازار کرد.

اپل در ساخت این پردازنده تعداد ۱۱.۸ میلیارد عدد ترانزیستور را به کار گرفته بود. پردازنده A15 بیونیک اپل که در سال ۲۰۲۱ با آیفون‌های سری ۱۳ روانه بازار شد، حاوی ۱۵ میلیارد ترانزیستور در دل خود بود. این یعنی تعداد ترانزیستورهای به کار رفته در این پردازنده نسبت به پردازنده A14 بیونیک، به میزان ۲۷.۱ درصد افزایش را تجربه کرده بود.

اکنون سامسونگ و TSMC نیز وارد این رقابت شده‌اند. شرکت TSMC یکی از بهترین شرکت‌های صنعت نیمه هادی است. لیست مشتریان این شرکت شامل بهترین کمپانی‌های حال حاضر فناوری مثل اپل (مشتری شماره یک آن)، مدیاتک، انویدیا و کوالکام است. اما بر اساس اخباری که اخیرا از وبسایت ExtremeTech منتشر شده است؛ سامسونگ قصد دارد تولید انبوه پردازنده‌های ۳ نانومتری خود را از هفته آینده شروع کند و TSMC را شکست دهد. شرکت TSMC تولید انبوه پردازنده‌های ۳ نانومتری خود را در اواخر سال جاری آغاز خواهد کرد.

به علاوه سامسونگ قصد دارد در تولید این پردازنده‌های ۳ نانومتری، از ساختار ترانزیستوری جدیدی موسوم به GAA یا Gate-all-around استفاده کند. این ساختار باعث می‌شود که جریان با استفاده از گیت‌هایی که از چهار طرف با ترانزیستور در تماس هستند، کنترل شود. اما کمپانی TSMC قصد دارد از ساختاری موسوم به FinFET استفاده کند که از زمان تولید پردازنده‌های ۲۲ نانومتری توسط این شرکت استفاده می‌شد. اما این شرکت قصد دارد از سال ۲۰۲۶ در ساخت پردازنده‌های ۲ نانومتری، این ساختار را با ساختار GAA جایگزین کند.  

 نام دیگر طراحی GAA سامسونگ، ترانزیستور اثر میدان چند پل کانالی (MBCFET) است که با نام نانوسیم نیز شناخته می‌شود.  طراحی GAA دو نوع کلی دارد و نوع دوم آن با نام GAAFET شناخته می‌شود.

 

به نقل از یک خبرگزاری بزرگ کره‌ای، انتظار می‌رود سامسونگ به زودی برای تراشه‌های ۳ نانومتری خود، رویداد خبری بزرگی را برگزار کند. طبق گفته این منبع، جایگزین کردن طراحی FinFet با GAA باعث می‌شود که مساحت کلی تراشه، تا ۴۵ درصد کاهش و قدرت عملکرد آن تا ۳۰ درصد افزایش یابد. همچنین استفاده از این طراحی در ترانزیستورها باعث کاهش ۵۰ درصدی مصرف انرژی در پردازنده می‌شود.

با این حال یک مشکل بزرگ وجود دارد. طبق گزاش‌ها، تنها ۱۰ تا ۲۰ درصد از پردازنده‌های ۳ نانومتری که سامسونگ تولید می‌کند، می‌توانند از مرحله کنترل کیفیت رد شوند و بقیه دارای مشکلاتی هستند. براساس گزارشی که در ماه فوریه منتشر شده بود، بازدهی سامسونگ در تولید پردازنده‌های ۴ نانومتری تنها ۳۵ درصد بود. این باعث شد که سامسونگ در تجارت خود با شرکت‌های دیگر از جمله کوالکام، به مشکل بخورد. امیدواریم که در مورد پردازنده‌های ۳ نانومتری این شرکت، این مشکل پیش نیاید. البته باید منتظر اخبار بعدی از این پردازنده و عملکرد آن بمانیم.