Os chips de silício que alimentam nossos telefones e muitos outros dispositivos são, em sua maior parte, a principal força motriz por trás de sua evolução. Claro, existem outras inovações que compõem a experiência de usuário típica que você obtém com um telefone moderno hoje em dia, como suas câmeras ou a tela, mas na base está uma pequena potência que torna possível tudo o que você faz com seu telefone. , o melhor método para aumentar o poder de processamento de um chip tem sido aumentar o número de transistores embalados dentro dele, o que inerentemente significa tornar esses transistores menores. Os primeiros transistores foram inventados na década de 1950 e eram medidos em milímetros. Hoje em dia, porém, melhoramos esse processo a tal ponto que os transistores são medidos em nanômetros. É por isso que às vezes você ouve fabricantes de telefones se gabarem de que seu modelo mais recente tem, por exemplo, um chip feito no processo de 4 nm (como a série Galaxy S24) ou mesmo no processo de 3 nm (como no iPhone 15 Pro e no iPhone 15 Pro Max) .É importante lembrar que não é o chip em si que está sendo descrito quando se fala na medida nanométrica, mas sim a largura das portas dos transistores que compõem o referido chip. Quanto menores forem as portas do transistor, mais avançado, poderoso e eficiente em termos de energia será o chip (verifique o gráfico para representação visual).
Principais players da indústria de chips e da estrada até agora
Existem atualmente três fabricantes líderes na indústria de chips: Intel (EUA), TSMC (Taiwan) e Samsung (Coreia do Sul). Há também a empresa chinesa SMIC, mas está atrasada em relação ao resto do grupo e, neste momento, cerca de duas gerações atrás.
Os três principais fabricantes mencionados acima têm pressionado fortemente para desenvolver chips, com saltos mais significativos a partir da década de 2000. Aqui está uma rápida visão geral de 2013 até agora, o ano em que estamos neste momento e o que esperar no futuro próximo.
A linha superior mostra o ano, com a largura da porta do transistor correspondente medida em nanômetros abaixo. Os espaços vazios não representam nenhuma geração recém-lançada naquele ano.
“*” significa “esperado”, pois a informação ainda não foi oficializada.
Agora dê uma olhada nos nanômetros de transistor para cada geração dos principais telefones Galaxy da Samsung e iPhone da Apple ao longo da última década.
“*” significa “esperado”, pois a informação ainda não foi oficializada.
Você provavelmente pode dizer por si mesmo que, ao longo dos anos, os nanômetros têm diminuído constantemente em cerca de metade do tamanho da geração anterior. Em outras palavras, o número de transistores incluídos em um chip tem duplicado, e uma inspeção mais detalhada revela que a indústria levou consistentemente cerca de dois anos para passar para o próximo estágio.
Lei de Moore: um termo enganoso
O tempo consistentemente semelhante que os fabricantes levam para saltar de uma geração para a seguinte na evolução de um chip não é coincidência. Na verdade, o próprio cofundador da Intel, Gordon Moore, afirmou já em 1965 que a cada dezoito meses o número de transistores dentro dos chips dobrará, o que hoje é conhecido como Lei de Moore. quase parece que estamos falando de uma lei natural, que não muda independentemente das circunstâncias. Mas a verdade é diferente. Moore apresentou seus pensamentos sobre o assunto como uma mera observação e não como uma “lei”. Na verdade, ele não previu que a sua previsão continuaria por mais de uma década.
É impressionante que a observação de Moore tenha continuado a ser verdadeira ao longo de todos estes anos, mas existem limitações físicas para quanto tempo isto pode continuar.
Os transistores atuais são feitos de silício e um átomo de silício tem 0,2 nm de tamanho. Em outras palavras, mesmo que consigamos continuar encolhendo os transistores, não poderemos torná-los menores do que isso.
Auxílio visual para medição nanométrica
Antes de continuarmos falando sobre nanômetro isso e nanômetro aquilo, provavelmente é melhor entendermos primeiro o quão grande realmente é um nanômetro. Agora, assim como é difícil para um cérebro humano compreender o tamanho do universo, também é difícil compreender o tamanho de um nanômetro, mas os exemplos a seguir devem colocar as coisas em perspectiva (e provavelmente irão surpreendê-lo).
Estamos chegando ao fim da evolução do chipset?
Portanto, a questão natural que nos devemos colocar é se a inovação dos chips irá parar ou se existem outros caminhos que a indústria dos chips possa recorrer. Bem, felizmente, sempre há uma maneira de crescer e melhorar um produto. Aqui estão alguns vislumbres do futuro da computação.
Embalagem avançada de chips
O empacotamento avançado de chips refere-se ao empilhamento de vários chips em wafers, o que pode ajudar a atingir níveis de desempenho considerados comparáveis aos chips feitos no processo de 5 ou mesmo 3 nm.
Este método também é mais barato, pois não requer a mesma precisão e equipamento delicado necessário para encolher transistores.
Empresas populares como Intel e Nvidia já implementaram esse método em seus chipsets mais recentes.
Fazendo transistores de um elemento diferente
Então, como já estabelecemos, os transistores são feitos de silício. Há uma razão pela qual temos o chamado Vale do Silício na Califórnia. Mas, como afirmamos anteriormente, o silício só pode nos levar até certo ponto antes de atingirmos suas limitações. Um exemplo é o gálio. Agora, o raio atômico do gálio não é menor que o do silício, então não é possível instalar mais transistores feitos dele. O nitreto de gálio, no entanto, produz menos calor, o que significa que é necessário menos resfriamento para mantê-los com desempenho máximo.
Este é apenas um exemplo. Existem outros materiais que os fabricantes podem experimentar para obter melhores resultados com um chip.
Computação quântica
Outro caminho que podemos seguir para continuar a aumentar a nossa potência tecnológica é a computação quântica. Os computadores quânticos têm o potencial de nos ajudar a mergulhar em territórios completamente novos, mas as chances de alimentarem nossos telefones a qualquer momento no futuro são extremamente pequenas, pois exigem resfriamento extremo (15 milikelvin para ser exato, o que é mais frio que o espaço sideral). o que por si só requer componentes muito complexos e grandes. Por outras palavras, a computação quântica é uma opção, mas não uma que afectaria a tecnologia móvel de uma forma significativa. Pelo menos não no futuro próximo.
