Negli ultimi anni ti sarà sicuramente capitato di dare uno sguardo veloce alla scheda tecnica di un PC, un Tablet o di uno Smartphone, e probabilmente, leggendo le info sul processore, ti sarai chiesto che cosa significa NM, ovvero Nanometro.
Devi sapere che i nanometri sono un unità di misura spaziale, estremamente piccola, è appunto un “nano” “metro”, vale a dire una frazione di un metro, più precisamente un nanometro equivale a 1.0×10-9 metri.
Questa unità di misura indica le dimensioni dei micro transistor presenti all’interno di un processore, ed è qui che sta l’importanza di questo parametro, perché banalmente, a parità di dimensioni del processore (o del SoC), più i transistor sono piccoli, più transistor possono essere inseriti al suo interno, e questo significa una maggiore quantità di calcoli possibili.
Detto molto semplicemente, un processore realizzato a 14 nanometri avrà molti meno transistor di un processore realizzato a 7 nanometri, e dunque, il processore a 7 nanometri sarà molto più potente e veloce.
Da Hertz a Nanometri per stabilire la potenza di un processore
In passato, il principale, e spesso unico parametro per stimare la potenza di un processore erano gli Hertz, che con il tempo sono diventati MegaHertz e poi GigaHertz, e la stima era abbastanza semplice da realizzare. Un processore che lavorava a 3GHz era meno potente di un processore che lavorava a 4.7Ghz, tuttavia, negli anni, anche altri parametri hanno iniziato a fare capolino nelle schede tecniche, ed oggi, nelle schede tecniche di Smartphone, Tablet e PC, troviamo indicata, non solo la potenza di calcolo del processore espressa in GHz, ma anche la dimensione dei Transistor espressa in NM.
Che cos’è un transistor?
Molto probabilmente ti starai chiedendo che cos’è un transistor e perché è così importante all’interno di un processore.
Detto molto semplicemente, i transistor presenti all’interno dei processori sono delle componenti elettroniche, una sorta di circuiti integrati, che possono svolgere diverse funzioni logiche ed analogiche.
Il discorso sui transistor meriterebbe un approfondimento, vista la loro infinita versatilità, e ne parleremo in un articolo dedicato, in questo caso specifico, ci soffermeremo sui transistor logici, ovvero la tipologia di transistor presente all’interno dei processori.
Questi possono avere dimensioni variabili, e, sul piano ingegneristico, da diversi anni, è iniziata una corsa al ribasso per ridurne sempre di più le dimensioni, raggiungendo dimensioni estremamente piccole, ovvero 7 nanometri.
Attualmente solo pochissimi produttori di microprocessori sono in grado di realizzare CPU e SoC con tecnologia a 7NM, e tra questi vi sono Qualcom, Mediateck, Intel, AMD ed Apple, che non a caso sono anche i principali produttori mondiali di processori per PC, Smartphone e Tablet.
Processori a 7, 10 e 14 nanometri
Probabilmente ti starai chiedendo perché aziende come Intel o Qualcom, che sono in grado di realizzare processori con tecnologia a 7 nanometi, continuano ad immettere sul mercato anche processori a 10, 14 o anche 21 nanometri che rispetto ai 7 nanometri, sembrano essere tecnologie obsolete.
Il motivo è principalmente economico, produrre processori con tecnologia a 7 nanometri è estremamente costoso e questo costo si riflette inevitabilmente sui costi di produzione del dispositivo che andrà a montare quel dato processore, per questo, vista la grande domanda, da parte di produttori di Smartphone, Tablet e PC di processori più economici, i produttori continuano a realizzare ed investire sulla ricerca, al fine di realizzare processori con diverse tecnologie e prestazioni.
In altri termini, un processore odierno realizzato con tecnologia a 14 nanometri, è estremamente più performante di un analogo processore, della stessa compagnia, realizzato con la tecnologia a 14 nanometri di qualche anno fa.
Che differenza c’è tra un processore a 7 e 14 nanometri?
La prima differenza tra un processore a 7 e 14 nanometri, come anticipato nei paragrafi precedenti, riguarda le dimensioni dei transistor, un processore a 7nm si compone di transistor grandi la metà rispetto ad un processore a 14nm. Processori più piccoli significano più spazio e più spazio significa più processori, di conseguenza una maggiore potenza di calcolo.
Contrariamente a quello che si può pensare, un numero maggiore di transistor, non significa maggiore dispendio di energia, questo perché le minori dimensioni dei transistor, richiedono meno corrente per poter funzionare e dunque, a livello generale, significa che un processore a 7 nm consumerà molta meno corrente rispetto ad un processore a 14 nm.
Un ultima, importante differenza sta nel dispendio energetico. Detto molto semplicemente, a parità di potenza, un processore da 7 nm, necessità di molta meno energia rispetto ad un processore a 14 nm, più precisamente, l’energia richiesta da un transistor a 7nm per funzionare è quasi la metà rispetto ad un transistor da 14nm, e, meno energia significa meno dispendio calorico (il processore scalda meno) e questo riduce ulteriormente il consumo energetico, poiché, essendo i processori realizzati in materiali semiconduttori, l’aumento di temperatura, produce generalmente un aumento dei consumi.
Possiamo quindi concludere che, un processore realizzato con tecnologia a 7nm, è molto più performante di un processore a 14nm, e incide meno sulla batteria dello smartphone o tablet, poiché a parità di potenza di calcolo, consuma praticamente la metà, e dunque la batteria dura il doppio.
Come accennato nel paragrafo precedente, vi è una leggera differenza di costi per la produzione di processori a 7 e 14 nm, questa differenza dipende non tanto dal costo dei transistor, ma dalla loro quantità. Un processore a 7nm può ospitare molti più transistor rispetto ad un processore a 14 nm, e più transistor significa più potenza, ma banalmente anche un costo di produzione maggiore.
I SoC soppianteranno le CPU?
I processori utilizzati da Smartphone e Tablet sono chiamati SOC, vale a dire System on a chip, e, se bene vengano spesso associati alle convenzionali CPU (Central Processing Unit), poiché assolvono a funzioni analoghe, in realtà sono profondamente diverse. Parleremo in un altro articolo delle differenze tra SOC e CPU.
Negli ultimi anni, produttori come Apple, Qualcom ed Intel, hanno avuto modo di sperimentare che i SOC più moderni sono molto più potenti e performanti di alcune CPU di fascia alta. Questa constatazione ha spinto aziende come Apple ad abbandonare l’utilizzo di CPU AMD e Intel nei propri dispositivi desktop e montare al loro posto i propri SOC A12.
Tra i primi pc Apple a montare SoC A12, gli stessi utilizzati negli iPhone XS e XS max, sono stati i MacBook Pro da 13 pollici. Qualcosa di analogo è stato fatto anche da altri brand, come Asus, Acer e Huawei, che hanno realizzato netbook basati su processori Qualcom, gli stessi processori utilizzati per alimentare tablet e smartphone.
La tendenza di alcuni produttori a realizzare non solo Smartphone ma anche PC, basati su SOC e non più su CPU, lascia supporre che in un futuro non troppo remoto, le vecchie CPU verranno abbandonate per lasciare il posto a questa nuova tecnologia, estremamente più potente, performante ed economica, perché si è osservato che, a parità di prestazioni, un moderno SOC costa meno rispetto ad una tradizionale CPU.
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