Nová generace Apple čipů ťuká na dveře. 3nm proces je tu

Očekává se, že vlastní Apple Silicon čipy ještě letos přejdou na 3nm výrobní technologii nové generace. Co přesně tento zdokonalený proces znamená pro novou generaci procesorů společnosti?

Výroba polovodičů je proces používaný k vytvoření čipů. Zjednodušeně řečeno je uzel procesu mírou nejmenšího možného rozměru používaného při výrobě, který se měří v nanometrech (nm). Uzel čipu pomáhá určovat jeho hustotu tranzistorů a také jeho cenu, výkon a účinnost.

Souvislost se skutečnými fyzikálními rozměry se v posledních letech zpomalila, protože pokrok se zpomalil a marketing se stal důležitějším, ale stále obecně označuje, jak pokročilá je technologie čipu.

Jaké procesy Apple v současnosti používá?

Poslední velký skok ve výrobním procesu Apple provedl v roce 2020, kdy s čipem A14 Bionic a M1 přešel na 5nm proces společnosti TSMC. Některé čipy, například S6, S7 a S8 v hodinkách Apple Watch, nadále používají 7nm výrobní proces, protože jsou založeny na A13 Bionic - posledním 7nm čipu společnosti Apple určeném pro iPhone.

Apple loni představil čip A16 Bionic v iPhonech 14 Pro a 14 Pro Max. Tvrdí, že jde o 4nm čip, protože využívá proces N4 společnosti TSMC, ale ve skutečnosti je vyroben vylepšenou verzí 5nm procesů N5 a N5P od TSMC.

Co přinese 3nm výrobní proces?

Minimálně 3nm by měl přinést největší výkonnostní a efektivní skok čipů Apple od roku 2020. Zvýšený počet tranzistorů, který 3nm umožňuje, umožní čipu vykonávat více úloh současně a rychleji při nižší spotřebě energie.

Výrobní technika nové generace umožňuje čipům využívat až o 35 % méně energie a zároveň poskytovat vyšší výkon ve srovnání s 5nm procesem, který Apple používá pro všechny své čipy řady A a M od roku 2020.

3nm čipy by také mohly umožnit použití pokročilejšího specializovaného hardwaru. Například 3nm čip by mohl potenciálně podporovat pokročilejší úlohy umělé inteligence a strojového učení, stejně jako pokročilejší grafické funkce.

Apple prý pro A16 Bionic navrhl nový procesor s podporou ray-tracingu, ale na konci vývoje A15 Bionic od této technologie upustil a vrátil se k procesoru z A15 Bionic. Integrovaná podpora ray tracingu u prvních 3nm čipů se proto zdá být velmi pravděpodobná.

Stojí za zmínku, že přechod na menší velikost čipu může představovat i určité problémy, jako je zvýšená hustota napájení, produkce tepla a složitost výroby. To je jeden z důvodů, proč k velkým skokům ve výrobních procesech dochází stále méně často.

Podle The Information budou budoucí Apple čipy postavené na 3nm procesu obsahovat až čtyři obvody, které by podporovaly až 40 výpočetních jader. Čip M2 má 10jádrový procesor a M2 Pro a Max mají 12jádrové procesory, takže 3nm by mohl výrazně zvýšit vícejádrový výkon.

Kdy přijdou první 3nm čipy?

Společnost TSMC od roku 2021 zintenzivnila testování 3nm výroby, ale letos se očekává, že technologie bude dostatečně zralá, aby byla komerčně využitelná. Očekává se, že TSMC zahájí plnou komerční výrobu 3nm čipů ve čtvrtém čtvrtletí roku 2022. Předpokládá se, že harmonogram výroby probíhá podle plánu.

Objednávka společnosti Apple na 3nm čipy je tak velká, že letos obsadí celou výrobní kapacitu společnosti TSMC pro tento typ čipu. Nedávné zprávy naznačují, že dodavatel má problémy s výrobou dostatečného množství 3nm čipů, aby uspokojil poptávku po chystaných zařízeních Applu.

Analytici se domnívají, že TSMC má problémy s nástroji a výtěžností, což ovlivňuje náběh na sériovou výrobu nové technologie čipů. Je možné, že se některá zařízení s M3 kvůli těmto problémům mírně opozdí, ale zdá se nepravděpodobné, že by Apple chtěl odložit uvedení modelů A17 Bionic a iPhone 15 Pro.

Jakmile bude 3nm výroba dobře zavedena, přejde TSMC na 2nm. Očekává se, že výrobu na 2nm procesu zahájí v roce 2025.

Jaká zařízení budou vybavena 3nm křemíkovými čipy Apple?

Letos Apple údajně představí nejméně dva čipy vyrobené 3nm procesem TSMC: A17 Bionic a čip M3. Prvními zařízeními obsahujícími A17 Bionic budou pravděpodobně iPhone 15 Pro a iPhone 15 Pro Max, jejichž uvedení na trh se očekává na podzim.

Očekává se, že mezi první zařízení s Apple M3 budou patřit aktualizovaný 13palcový MacBook Air, 24palcový iMac a iPad Pro. iPhone 15 Pro a iPhone 15 Pro Max jsou jediná zařízení, o kterých se hovoří, že obsahují čip A17 Bionic, ale je pravděpodobné, že se příští rok dostane do iPhonu 16 a iPhonu 16 Plus a potenciálně i do dalších zařízení, jako je iPad mini a Apple TV, v následujících letech.

Apple pracuje na několika čipech M3 s kódovými názvy Ibiza, Lobos a Palma. Analytik společnosti Apple Ming-Chi Kuo se domnívá, že nové 14 a 16palcové modely MacBooků Pro, které přijdou v roce 2024, budou vybaveny čipy M3 Pro a M3 Max.