Tamanhos de processadores e processos de fabricação

Question

Portanto, os processos de fabricação de CPUs diminuem a cada segunda geração (para Intel), mas não consegui acertar as contas. Digamos que temos uma CPU com um tamanho de 10mm * 10mm, que faz uma área de dados de 100mm ^ 2. E vamos encolher o processo de fabricação digamos de 100nm para 90nm, então uma redução de 10%. O mesmo chip com o novo processo teria dimensão 9mm * 9mm? Isso significaria que a redução é linear em comprimento e, portanto, quadrática no tamanho da matriz, porque o novo tamanho da matriz é 0,9 ^ 2 * 100mm ^ 2.

A razão pela qual eu estou perguntando é porque eu estava fazendo alguns cálculos aproximados baseados nos tamanhos Shrink e Die da Sandy / Ivy Bridge, e não consegui uma boa resposta. Sandy Bridge tinha 32nm, Ivy tinha 22nm, isso é um fator de ~ 1,45. Segundo a Wikipedia, os tamanhos de matriz dos dois modelos mais comparáveis (4 núcleos, o mesmo cache L3) são 216mm ^ 2 e 160mm ^ 2. Isso faz um fator de 1.35 enquanto deveria ser mais de 2 porque 1.45 ^ 2 = 2.10. Ou o processo de produção afeta o tamanho da matriz linear, não a largura / comprimento? Mas então: por quê? E os outros psiquiatras também não contribuem. Ou é o verdadeiro problema as mudanças arquitetônicas além do processo de produção? ou seja, mais transistores. Estou confuso.

    

Answer 1

Como você alude ao final da sua pergunta, você precisa adicionar um terceiro fator: a contagem de transistores.

Cada transistor se torna menor, mas como o número de transistores também muda, a área total da matriz não muda em proporção direta ao tamanho do transistor.

Para um exemplo talvez extremo, considere uma CPU mais antiga, como talvez a Intel 80486. Não consigo encontrar imediatamente números exatos e comparáveis, mas a 486 tinha cerca de um milhão de transistores e o que parece ter sido uma manufatura de 600 nm. processo. O Ivy Bridge usa um processo de 22 nm e transmite cerca de 1,4 bilhões transistores em matrizes que variam em torno de 150 mm ^ 2 de tamanho. Com o nível 80486 de tecnologia, estaríamos olhando para um dado na ordem de 1.000 vezes o tamanho do da Ivy Bridge, ou 0,15 m ^ 2.