Zašto je poboljšanje performansi čipova sve manje i manje, a cijena sve skuplja?
Povećanje cijena čipova nije izravno proporcionalno poboljšanju performansi. Prije svega, manje povećanje performansi čipova ne proizlazi iz tehničkih čimbenika proizvođača čipova. U konceptu mnogih ljudi nadogradnja procesa i nadogradnja performansi često se izjednačuju, ali ta je percepcija zapravo pogrešna. Ključna prednost nadogradnje procesa čipova je povećanje gustoće tranzistora po kvadratnom milimetru, što zauzvrat smanjuje površinu čipa i troškove proizvodnje po “jedinici površine”.
Primjerice, pretpostavimo da je nekada koštala 20 eura proizvodnja čipa od 10 četvornih centimetara, ali sada s napretkom procesa, čipu s istim performansama može trebati samo 5 četvornih centimetara, a trošak će se smanjiti za 5 eura. Baš kao i 10nm proces do 7nm procesa, gustoća tranzistora se udvostručila, što omogućuje dizajnerima čipova da razumno povećaju broj tranzistora kako bi poboljšali performanse čipa uz smanjenje troškova, a troškovi masovne proizvodnje novih čipova neće biti znatno veći od troškova prethodne generacije.
Međutim, kako razvoj tehnologije čipova ulazi u razdoblje uskog grla, povećanje gustoće tranzistora postupno se smanjuje. Od 10nm do 7nm, gustoća tranzistora povećala se za 102%; 70% od 7nm do 5nm. U 3nm eri postoji samo povećanje od 66%, a čak i povećanje gustoće zrele verzije TSMC-ovog N3E procesa u usporedbi s N5 procesom može biti samo oko 50%.
To znači da se proizvođači čipova mogu osloniti samo na povećanje površine čipa ako žele poboljšati performanse, ali povećanje površine čipa donijet će niz nuspojava kao što su povećana latencija, povećani troškovi i veća potrošnja energije. Appleovi čipovi A-serije prvi su pogođeni jer je njihovo temeljno područje uvijek bilo najveće u industriji, a u nedostatku ugrađenog osnovnog pojasa, veće je od Android vodećeg čipa sa standardnim osnovnim pojasom i lakše je dotaknuti strop uskih grla procesa. Na primjer, Dimensity 9300 usvaja dizajn velike jezgre, a GPU ljestvica Snapdragona 8 Gen 3 također je vrlo velika. Međutim, teže je poboljšati performanse jedne CPU jezgre jer se to ne može postići slaganjem.
Glasine: MediaTek i Nvidia partneri u čipovima za pametne telefone
OPPO prekida poslovanje s čipovima koje su sami razvili
Američki zakon o čipovima značajno će usporiti proizvodnju u Kini u sljedećih 10 godina
Drugo, razlog zašto cijene čipova postaju sve skuplje je taj što zbog povećanja gustoće tranzistora uzrokovane nadogradnjama procesa, proizvođači čipova moraju proširiti područje čipova kako bi poboljšali performanse, čime se povećavaju troškovi. Osim toga, povećavaju se i troškovi proizvodnje čipova, jer se poboljšanje procesa oslanja na skuplju opremu i tehnologiju, kao što su vrhunski litografski strojevi, litografski materijali itd. Prema poznatim informacijama, TSMC-ova 3nm gustoća procesa povećala se za 56%, ali trošak je porastao za 40%, a cijena po tranzistoru zapravo se smanjila za samo 11%, što je najslabije proširenje glavne procesne tehnologije u više od 50 godina.
U budućnosti bi čipovi kao što su Snapdragon 8 Gen 4 i Dimensity 9400 mogli usvojiti agresivnije konfiguracije razmjera, što će neizbježno dovesti do daljnjeg povećanja troškova nabave. Stoga će, u nedostatku uspona novih tehnologija, cijena poluvodičkih čipova na bazi silicija, posebno vrhunskih čipova, postajati sve skuplja, što je opći trend.
