التخلي عن نانومتر لأنجسترومز: 4 مراحل لخريطة طريق Intel 2025 تعد بأجهزة كمبيوتر أكثر ذكاءً

نظرًا لأن المستهلكين يواجهون نقصًا في الرقائق يتسبب في ندرة توافر كل شيء من السيارات حتى أفران التحميص ميكروويڤ، فإن شركة إنتل العملاقة للسيليكون تكافح ليس فقط حول كيفية صنع المزيد من المعالجات، ولكن أيضًا كيفية تحسينها.

قدمت الشركة هذا الأسبوع نظرة خاطفة على السنوات الثلاث المقبلة لخطط تطوير المعالجات. بالنسبة للمبتدئين - من الآن فصاعدًا - لن تشير Intel بعد الآن إلى أسماء عقدة المعالج بحجم عملية تصنيع أشباه الموصلات (تُقاس عادةً بالنانومتر أو نانومتر). لطالما كانت هذه المواصفات النانومترية - 10 نانومتر ، 14 نانومتر ، وما إلى ذلك - كأبرز مقياس عالي المستوى لمدى تقدم وحدة المعالجة المركزية مقارنة بالآخرين. بدلاً من ذلك ستستخدم الرقائق المستقبلية تقنية التصنيع التي تم تحديدها ببساطة بواسطة رقم منفصل عن حجم العملية، مثل Intel 7 و Intel 4 و Intel 3 و Intel 20A.

يمكن القول إنها طريقة أكثر ملاءمة لقياس الابتكار من مجرد الإشارة إلى حجم عملية الإنتاج بالنانومتر. بعد كل ذلك ومع أحدث الرقائق التي تم إنشاؤها باستخدام عمليات 7 نانومتر وأصغر، ستتطلب في النهاية قياسات بالأنجستروم، وهي وحدة القياس الأصغر التالية بعد نانومتر. وتأمل إنتل في استخدام نظام التسمية الجديد كميزة تسويقية في مواجهة المنافسة الشديدة من AMD و Qualcomm وشركات الرقائق الأخرى التي تتغلب عليها في الوقت الحالي في حروب أرقام النانومتر.

بحلول نهاية عام 2023 ، يجب أن تكون الرقائق المستندة إلى عمليات الإنتاج Intel 7 و Intel 4 و Intel 3 متاحة. بحلول عام 2025 ، تقول إنتل إن جميع مراحل خارطة الطريق التي وضعتها للتو ستكتمل. هذا يعني أنه لشراء جهاز كمبيوتر محمول أو كمبيوتر مكتبي أو جهاز لوحي جديد على مدار السنوات القليلة المقبلة يمكن أن يكون لدينا بعض التقنيات المثيرة التي نتطلع إليها. لقد وضعنا أربع طرق رئيسية يمكن لخارطة طريق إنتل الجديدة أن تحول الحوسبة الشخصية في المستقبل القريب.

1. أجهزة كمبيوتر أسرع: تحسين الأداء لكل واط

لطالما ركزت صناعة أشباه الموصلات على حشر المزيد من الترانزستورات على رقائق السيليكون من أجل تسريع الوقت الذي يستغرقه التعامل مع التعليمات من البرنامج على جهاز الكمبيوتر الخاص بك. في عام 1975 توقع جوردون مور - الشريك المؤسس لشركة إنتل - أنه في ضوء اتجاهات العصر، كان عدد الترانزستور في طريقه إلى الضعف على الأرجح كل عامين ؛ شاع أتباع الصناعة مصطلح "قانون مور" ليعكس هذا الإيقاع.

تخطط إنتل لإدخال تقنية تصنيع السيليكون الجديدة التي تقول إنها تعد بأداء أكبر لكل واط من كل عملية موجودة.

لكن عمليات الإنتاج الجديدة التي تتيح المزيد من الترانزستورات لا ترتبط بالضرورة بالأشياء التي تبحث عنها في وحدة المعالجة المركزية لجهاز الكمبيوتر التالي - أي مدى سرعة معالجة الصيغ في جدول البيانات، أو عدد علامات تبويب المتصفح التي يمكنك تركها مفتوحة بدون مشاكل. في عمليات سير العمل التي تتطلب وحدة المعالجة المركزية بشكل مكثف، تحدد سرعة الشريحة وعدد النوى في الغالب مدى سرعة تشغيل الكمبيوتر. بمعنى آخر، غالبًا ما يكون عرض مقطع فيديو على معالج ثنائي النواة أبطأ من عرضه على شريحة رباعية النوى، خاصةً إذا كان لكل من نواته سرعة ساعة أعلى ويسمح له باستهلاك المزيد من الكهرباء.

لذا فإن ما يهم المستخدمين المحترفين حقًا هو ما يمكن للمعالج أن يفعله بالقدرة الممنوحة له، وهو القياس الأفضل وصفًا بأنه الأداء لكل واط. تقول إنتل إن الشرائح الأولى التي تعتمد على تقنية Intel 7 الجديدة ستوفر زيادة في الأداء بنسبة 10٪ إلى 15٪ تقريبًا لكل واط مقارنةً بتقنية 10 نانومتر الأكثر تقدمًا حاليًا.

بعد ذلك من المتوقع أن تقدم Intel 4 - المقرر إنتاجها في أواخر عام 2022 - زيادة أخرى بنسبة 20٪ في الأداء لكل واط. وستضيف Intel 3 زيادة في الأداء بنسبة 18٪ لكل واط مقارنة بـ Intel 4. ولا تحتاج حتى إلى القيام بحسابات لتخبر أن كل تقنية معالجة جديدة من Intel ستسمح بشرائح كمبيوتر أكثر قدرة بشكل كبير ضمن نفس معلمات الطاقة .

2. أجهزة كمبيوتر أكثر ذكاءً: تحسين وحدات المعالجة المركزية "الكبيرة الصغيرة"

لكن العديد من المستهلكين لا يتطلعون إلى تقليل أوقات عرض الفيديو أو زيادة معدلات عرض الإطارات لألعاب الفيديو الغامرة. بدلاً من أجهزة الكمبيوتر المكتبية الضخمة وأجهزة الألعاب، قد تكون مهتمًا بالأجهزة المستقبلية التي ستتيح لك العمل واللعب كما تريد. يقع Lenovo ThinkPad X1 Fold ، وهو أول كمبيوتر يعمل بنظام Windows بشاشة قابلة للطي في العالم ضمن هذه الفئة. وكذلك الحال بالنسبة لـ Microsoft Surface Neo ، وهو نموذج أولي لجهاز بشاشة مزدوجة أثارته Microsoft قبل بضع سنوات قبل أن تنقله في النهاية إلى ناسخ خلفي.

تعمل Intel منذ سنوات على ابتكار معالجات مناسبة لهذه الأنواع من الأجهزة المرنة المتقنة، والتي تعد أكبر بكثير من الهاتف ولكنها أكثر تنوعًا من الكمبيوتر المحمول الصدفي. حتى الآن تركزت الجهود حول نهج "كبير - صغير" ، حيث تتكون شريحة واحدة من نوى معالج متعددة، لكل منها قدرات مختلفة، ودماغ مركزي ذكي بما يكفي لتخصيص كل نواة للمهمة التي تناسبها بشكل أفضل. (هذا على النقيض من تصميمات أجهزة الكمبيوتر العادية الحالية، والتي قد تعرفها بأنها "كلها كبيرة").

يمكن أن تكون الخطوة الأولى في خارطة طريق إنتل الجديدة - Intel 7 - قفزة كبيرة إلى الأمام في تحسين تصميم الشركة الصغير، وهو نهج يستخدمه بالفعل منافسًا لـ Apple و Qualcomm و Samsung لتحقيق نجاح كبير. سيتم عرض Intel 7 في منتجات مثل عائلة المعالجات من الجيل الثاني عشر "Alder Lake" ؛ ومن المقرر بالفعل إنتاج هذه الرقائق في وقت لاحق من هذا العام. لم تشارك Intel تفاصيل حول بنية Alder Lake ، ولكن الشائعات تشير إلى أنها ستحتوي على مزيج من النوى القوية مع سرعات عالية على مدار الساعة لسير العمل "المتواصل"، جنبًا إلى جنب مع النوى الأكثر كفاءة والتي تعمل بشكل أبطأ للتعامل مع مهام الخلفية.

يمكن لعائلة Alder Lake الناجحة القائمة على معالجات Intel 7 أن تجعل الجيل التالي من أجهزة الكمبيوتر ذات الشاشة المزدوجة والشاشات القابلة للطي أكثر قابلية للتطبيق، على خطى هواتف Android الناجحة ذات الشاشات القابلة للطي من Samsung وغيرها.

3. أجهزة الكمبيوتر التي تدوم طويلاً: أكثر كفاءة مع PowerVia

كما هو الحال مع أي تقنية جديدة، تكثر الابتكارات وراء الكواليس، مع الاختصارات والمفاهيم الغامضة التي لن تظهر أبدًا في المواد التسويقية على أرفف شاطئ الإلكترونيات المحلي. لكن السعي لزيادة الأداء لكل واط مرصع بها - مصطلحات مثل توجيه الإشارة ، وتدهور الجهد ، والترانزستورات الشاملة للبوابة - وهي لا تشير فقط إلى المزيد من الطاقة، ولكن أيضًا إلى كفاءة أكبر. وبالنسبة لأي شخص سبق له أن نظر بقلق إلى مقياس بطارية الكمبيوتر المحمول، فإن الكفاءة توفر الاحتمال المرحب به لإطالة عمر البطارية.

لذلك قد نضطر إلى الانتظار حتى نهاية خارطة طريق إنتل الأخيرة، عندما يظهر Intel 20A إلى حيز الوجود. إنها العقدة الأولى التي يتم قياسها بالأنجستروم بدلاً من النانومتر.

إلى جانب المزيد من الترانزستورات، فإن أحد الابتكارات الخارقة التي تعد بها هو توجيه مصدر طاقة الرقاقة حول الجزء الخلفي من رقاقة السيليكون بدلاً من المقدمة، وهو مفهوم تطلق عليه إنتل العلامة التجارية "PowerVia". هذه التقنية - التي تدعي إنتل أنها صناعة أولى - تسعى إلى معالجة مشكلتين غامضتين لكن مهمتين: انخفاض الجهد وضوضاء الإشارة غير الفعالة. كلاهما يمنع المعالج من العمل بكامل إمكاناته، مما قد يتسبب في استنزاف بطارية الكمبيوتر المحمول لديك ويتركك قلقًا بشأن مكان العثور على منفذ طاقة.

4. فتح Fabs أمام المنافسين السابقين

صناعة السيليكون ككل تحتاجإلى التخطيط طويل الأجل. يعد تطوير عمليات إنتاج جديدة أمرًا مكلفًا ويستغرق وقتًا طويلاً، ويستغرق الأمر سنوات لإنشاء مصنع جديد أو منشأة لصنع الرقائق عبر الإنترنت.

لكن في الآونة الأخيرة، لم تتحدث إنتل كثيرًا عن الخطط المستقبلية، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أن وصول عملية 10 نانومتر الحالية المتطورة قد شهدت تأخيرات كبيرة خلال الفترة التي قدم فيها منافسون مثل AMD باستمرار منتجات 7 نانومتر الجديدة التي حظيت بإشادة واسعة النطاق. أحد أسباب إعلان إنتل عن خارطة طريق متعددة السنوات الآن، مع وجود رئيس تنفيذي جديد ونقص في الرقائق في جميع أنحاء العالم يظهر القليل من علامات التراجع، هو الإشارة للعالم بأن الشركة تنوي أن تظل رائدة في تصنيع أشباه الموصلات.

تتطلب القيادة الجيدة الكثير من التعاون والتفويض، لذا فإن جزءًا من خارطة طريق إنتل سيشمل الشراكة مع الشركات الأخرى.بينما تمضي إنتل قدما في تقنيات العقدة الجديدة الخاصة بها، فإنها ستخصص أيضًا بعض السعة في مرافق تصنيع أشباه الموصلات لتستخدمها الشركات الأخرى.ستكون Qualcomm و Amazon من بين العملاء الأوائل لقسم Intel Foundry Services (IFS) الجديد للشركة.

تصنع Qualcomm حاليًا معالجات Snapdragon لأجهزة الكمبيوتر التي تعمل بنظام Windows والتي تنافس شرائح Intel Core الحالية.أعلنت إنتل في المستقبل، أن إنتل ستصنع معالجات كوالكوم على أساس عقدة إنتل 20A.التعاون جيد من تلقاء نفسه، ولكن القدرة التصنيعية الإضافية مفيدة للأعمال التجارية ويمكن أن تساعد في تخفيف أو منع النقص في الرقائق في المستقبل.من خلال بيع مساحة فاب لشركة كوالكوم، ستعمل إنتل على زيادة أرباحها بينما تنتج في نفس الوقت المزيد من الرقائق لتشغيل أجهزة الكمبيوتر المستقبلية.