di Team AllYourVideogames | 2 giugno 2022 | Tecnologia |
Lo sai cos'è il nanometro? Questa è un'unità di misura che può essere rappresentata anche dal simbolo “nm”. Ogni volta che viene annunciata al pubblico una nuova generazione di processori, una delle informazioni che viene rivelata è il nanometro. Attraverso questa misura, è possibile comprendere come funziona l'architettura di fabbricazione del prodotto nelle aziende di semiconduttori.
Ma non è solo questo. Attraverso la misurazione nanometrica è possibile seguire l'andamento del mercato quando si parla di miniaturizzazione delle tecnologie. Inoltre, quando comprendiamo questo funzionamento, è anche possibile comprendere i progressi dei chip utilizzati negli elettrodomestici come computer, frigoriferi, televisori, telefoni cellulari e così via.
Diamo un'occhiata più da vicino a cos'è un nanometro.
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Quanto è grande un nanometro?
Immagine: Nano.gov
Questa unità di misura è standardizzata dal Sistema Internazionale ed è molto rilevante, essendo ampiamente utilizzata nell'industria dei semiconduttori. Lo sapevi che 1 nanometro equivale a un miliardesimo di metro? Questo valore è equivalente a 1×1-10 m in notazione scientifica o 9 in scala numerica.
Questo sistema viene utilizzato per misurazioni su scala microscopica, essendo in grado di misurare l'area all'interno di microchip, come: SSD, GPU, moduli di memoria e processori.
Per renderti più facile capire quanto sia piccolo il nanometro, ti diamo alcuni semplici esempi. Un foglio di carta ha uno spessore di circa 100 nanometri, mentre un capello umano può avere uno spessore compreso tra 80.000 e 100.000 nanometri.
Il virus dell'influenza, ad esempio, avrà un valore di 30 nanometri di diametro. Ma un esempio forse più efficace è sapere che un singolo atomo d'oro sarà solo 0,3 nanometri. Quando si tratta di alcuni processori sul mercato, possono arrivare fino a 14 nanometri.
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nanometro processore
Nell'industria dei processori, il nanometro viene utilizzato direttamente nel transistor, che è un componente responsabile dell'amplificazione del segnale elettrico, aiutando così a controllare la corrente elettrica presente nelle apparecchiature e nei dispositivi elettronici. Le unità di elaborazione saranno composte da dimensioni molto ridotte che eseguiranno calcoli e processi senza interruzioni.
Quando si tratta di produrre un processore, dobbiamo affrontare un processo in più fasi che può essere abbastanza difficile da comprendere e mettere in pratica. È necessario estrarre il silicio dalla sabbia e applicare gli atomi su una lastra, con un processo chiamato fotolitografia. L'architettura del processore, dove viene definita la distanza nanometrica, è uno dei primi passi del processo.
Su un chip, i nanometri misureranno la distanza tra i transistor presenti nella struttura. Quindi, se un processore ha un'architettura a 7 nm, significa che è stato sviluppato e progettato in modo che i nanometri abbiano una distanza uguale.
Vale la pena ricordare che è sempre importante mantenere la distanza tra i nanometri il più piccola possibile, poiché i transistor situati all'interno di un processore attuale, che può avere miliardi di transistor, sono responsabili dell'elaborazione dei dati.
Quindi, se si possono esprimere le distanze tra i componenti presenti nei processori, significa che hai guadagnato spazio per aggiungere milioni di transistor senza bisogno di un processore più grande.
Inoltre, va notato che più grande è un processore, maggiori sono le possibilità che abbia un problema. Così si evita a tutti i costi la produzione di grandi processori. Ma questa non è una regola assoluta, è più una questione di praticità, poiché più piccolo è il processore, maggiore sarà la potenza che avrà.
Inoltre, abbiamo anche il problema del risparmio di spazio e la possibilità di aumentare la densità dei transistor.
Più piccolo è il processore, più velocemente scorrerà l'elettricità, facendo viaggiare le informazioni più velocemente e aumentando la velocità e la capacità di funzionamento. Pertanto, l'energia incontrerà anche una minore resistenza, generando di conseguenza meno calore e un minor consumo di energia elettrica. Cioè, più piccola è la scala, minore è la resistenza e il consumo di energia.
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Cos'è il nanometro: le prossime generazioni
Come abbiamo visto, un processore con un'architettura meno nanometrica significa anche prestazioni migliori. Con ogni generazione che passa, i transistor diventano sempre più piccoli e quindi è possibile metterne sempre di più in sempre meno spazio.
Nel 1965 Gordon Moore, co-fondatore della società Intel, teorizzò la cosiddetta Legge di Moore. Secondo lui, ogni 18 mesi la capacità di un computer sarebbe raddoppiata, nel caso di progressi nella ricerca e nella produzione di semiconduttori, compresa la miniaturizzazione di vari componenti.
Ma la legge di Moore iniziò a essere messa in discussione da diversi dirigenti di alcune società. Secondo loro il ritmo previsto da Gordon Moore sarebbe stato già raggiunto, anzi non sarebbe stato nemmeno rispettato. Ma non è tutto ciò che viene contestato. Alcuni ricercatori mettono in dubbio anche l'uso del nanometro come unità di misura standard.
Che cos'è un nanometro: a che punto siamo rispetto al nanometro?
Affinché la tecnologia progredisca sempre di più, è importante diminuire sempre di più i componenti elettronici, poiché con questo avremo spazio per processori più veloci, più potenti e più economici. Ma se ci pensiamo un minuto, possiamo vedere che questo gioco di rimpicciolire sempre di più gli spazi non può andare avanti all'infinito.
Ad un certo punto, gli spazi tra i transistor saranno così piccoli da essere pericolosamente vicini alle dimensioni fisiche dell'atomo. Quando si arriva a questo punto, le leggi della fisica cambieranno in leggi quantistiche e praticamente tutto ciò di cui parliamo qui può essere ignorato.
Molti credono che quando la misura è compresa tra 5 o 7 nanometri, sia impossibile controllare come funzionerà il processore, poiché la distanza tra i transistor sarà così piccola che l'energia salterà tra gli spazi dei terminali. Ma è qui che inizia il problema più grande, poiché i processori e tutti i tipi di memorie funzionano in questo modo, perché è possibile gestire questo passaggio di energia.
Ma questo problema è stato studiato per decenni, e diverse ricerche sono state condotte in diversi istituti nel mondo per cercare di risolvere questa situazione causata dalla barriera dei 5 nanometri.
Sono allo studio alternative che utilizzano germanio, grafene, nanotubi di carbonio e altri con diversi tipi di materiali e ingegneria.
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