A litografia do processador é o processo de escultura dos componentes que formam o processador e afeta a possibilidade de aumento de performance dos chips.
Ao longo do tempo várias características foram usadas pelo marketing das empresas para demonstrar a performance dos processadores. Primeiro foi a frequência, depois a presença de uma ULA (unidade lógica aritmética), tamanho do cache L1, presença e tamanho de caches L2 e L3, tamanho da palavra do sistema (os famosos 32 ou 64 bits), quantidade de threads e núcleos e a moda da vez é a litografia. Mas você sabe o que é essa tal litografia?
Componentes microscópicos exigem processos microscópicos.
O processador do seu computador e todos os outros chips de alto nível dele são formados por componentes em tamanho microscópico, na escala de nanômetros (1 nanômetro é igual a 0,0000001 centímetro) e, por motivos óbvios, não dá para manipular esses componentes numa escala tão pequena, então o processo de fabricação desses chips é basicamente a escultura dos componentes deles direto na pastilha de material semicondutor que é a base, no caso, o silício. A esse processo damos o nome de litografia.
Um processo de litografia que produz transistores – os componentes base dos processadores – com tamanho de 14 nanômetros é um processo de 14 nanômetros.
Atualmente os fabricantes estão trabalhando para evoluir os processos de fabricação para melhorar os seus processadores, mas porque diminuir o tamanho dos componentes é tão importante?
A união faz a força, mas exige vantagem numérica.
Não existe almoço grátis nessa vital indústria: para aumentar a performance é necessário aumentar a quantidade de componentes e estruturas dentro do chip. O problema disso é que ao aumentar a quantidade de transistores dentro de um processador o tamanho dele vai aumentar e a área de dissipação de calor também. Queremos aparelhos cada vez menores e mais leves, esquentando menos e mais rápidos.
A forma encontrada foi diminuir o tamanho dos componentes e a regra é simples: se o tamanho do transistor diminui em 50%, numa mesma área cabe o dobro deles. É assim que um processador hoje tem muito mais transistores dentro dele e o tamanho do chip continua o mesmo (ou até mesmo menor).
Com mais desses, o processador é capaz de executar as tarefas mais rapidamente e, com isso, há o ganho de performance.
Diminuir a litografia garante o aumento de performance?
Sim e não. Somente diminuir a litografia na fabricação de um processador não é garantia de ganho de performance. Se a quantidade dos componentes dentro do chip for a mesma, você só vai ter um chip menor.
A diminuição da litografia é o que permite aumentar a quantidade de transistores do processador sem aumentar o seu tamanho, sem prejudicar sua necessidade térmica e sem aumentar substancialmente o seu consumo de energia.
Então a resposta para a pergunta é que uma litografia menor é o passo que permite, através do aumento da quantidade de componentes numa mesma área, aumentar a performance do processador.
Existe um limite para essa diminuição da litografia do processador?
Na verdade, existem dois limites, um teórico e um prático. O limite teórico consiste no fato de que um transistor não pode ser menor do que o tamanho dos átomos dos componentes que o constitui, mas antes disso temos o limite prático que é basicamente a possibilidade de produzir equipamentos capazes de esculpir esses componentes em tamanhos menores.
Atualmente temos alguns fabricantes de chips que são capazes de produzir eles com litografia de 7 nanômetros, mas esse processo ainda é recente e caro. A Intel, ainda está migrando suas linhas de 14 para 10 nanômetros com a décima geração de processadores e a AMD não fabrica seus chips de 7 nanômetros, entregando a produção para a TSMC.
Curiosamente, a TSMC também fabrica os processadores dos iGadgets da Apple, atualmente o A13 Bionic, também de 7 nanômetros. Existem rumores que os próximos processadores A14 da Maçã de Cupertino sejam fabricados em processo litográfico de 5 nanômetros, algo sem precedentes.
Na prática, essa diminuição da litografia do processador não afeta a nossa vida.
Verdade seja dita: apesar de ser essencial para o fabricante do chip, para o consumidor pouco importa a litografia do processador do nosso computador. Ele deve ser capaz de executar as tarefas que planejamos, no prazo que estipulamos e com a confiabilidade que nós esperamos.
Se ele tem 7, 10, 14 nanômetros ou mais, pouco importa na nossa vida. É mais uma daquelas jogadas de marketing onde o fabricante tenta pegar o consumidor com especificações que pouco agregam ao valor do produto final quando ele quer apenas assistir vídeos no YouTube ou Neflix, trabalhar com as planilhas no Excel, navegar na internet no seu browser favorito ou jogar no seu novo computador gamer cheio de luzinha RGB piscando.
Então, quando for comprar o seu próximo computador, ao invés de se ater ao processo de fabricação, pesquise se ele é capaz de executar aquele jogo, editar aquele formato de vídeo ou processar os vetores do seu CAD preferido e seja feliz.
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