TSMC bygger fabrik för tillverkning på 5 nanometer – planerar för 3 nanometer

Skrivet av Bengt-Arne:

Hur kom du fram till det?

minsta längden dom angav

Skrivet av anon159643:

Fast börjar de inte komma ner i storlekar där både pris och strömförbrukning börjar stiga, så att det snart inte är ekonomisk att minska mer med nuvarande teknik.

Skrivet av Esseboy:

minsta längden dom angav

Hmm..
Den jag angav

Så din tanke var att om ett spik med diametern 3 mm sitter i ett hus och huset mäter 10x12 meter, så är spiken 12 meter.

Låter ju logiskt

Skrivet av Bengt-Arne:

Kriteriet är från början baserade på "half pitch och gate length", men den säger inte mycket idag oavsett tillverkare.

Vet att intel har fört fram en form av metric som skulle vara viktad på ett antal grindar och cache minne (i princip), men även det skulle bli ett felaktigt mått. Orsaken är att processerna skiljer och med det även hur varje byggsten är olika i storlek mellan processerna, som med FinFET där höjden på en gate blir en tredje faktor att mäta.
Det kanske skulle vara ett volymmått, men troligen så skulle även det bli missvisande.

Nanometer var ett rätt fungerande mått en gång i tiden då dom flesta kretsar byggde någotsånär likvärdigt på höjden.

Viktigare mått idag för både slutanvändare och tillverkare (kunder) är effektförbrukning, frekvens (hastighet) och tillverkningspris, det senare avgörs av utfall (antal fungerande kretsar) samt hur många som man totalt kan få ut från en kisel-disk ihop med kostnaden för processen. Processen i sig avgör effektförbrukning och frekvens.

En artickel från Mars 2014 i Semiconductor Engineering som tar upp problemet med nm och ger en förklaring till varför måttet fortfarande används. Marketing...

Måttet började bli fel redan vid millenium något som visas nedan:
https://spectrum.ieee.org/ns/images/apr09/images/lithot1.jpg

Jaa, det är förkastligt. Om man ska använda bil-analogi så kan man jämföra med att biltillverkaren mäter bränsleförbrukningen genom att föra bilen nedför en brant backe i 150km/h med friläge och låta motorn gå på tomgång. DÅ mäter man bränsleförbrukningen. Jaha ja, den här bilen KAN dra 0.004 liter/mil, check!

Skickades från m.sweclockers.com

Skrivet av Bengt-Arne:

Hmm..
Den jag angav

Så din tanke var att om ett spik med diametern 3 mm sitter i ett hus och huset mäter 10x12 meter, så är spiken 12 meter.

Låter ju logiskt

Nä, jag säger att man försöker få in fler hus per yta och säger att man bygger husen med 3 mm teknik när dom fortfarande är 10x12 meter stora. Allt folk vill veta är hur stora transistorerna är !!

Skrivet av Lessismore:

Du blandar ihop mig med nån annan.
Min första speldator (Commodore 64) förbrukade 9Wh. Min nuvarande speldator förbrukar 300Wh.
På 30 år har alltså strömförbrukningen ökat med 30ggr. Men prestandan har ökat med 100.000ggr (ungefärlig gissning).

Om vi antar att prestandan kommer att öka i framtidens speldator (dock inte 100.000ggr, men kanske 100ggr) så ser jag inte ens en tendens att strömförbrukningen helt plötsligt skulle minska.

Om vi antar att man spelar 4 timmar om dagen, 5 dar i veckan så är den totala strömförbrukningen per månad 720W (C64) resp 24.000W (modern speldator).

2st AAA-batteri har en effekt på ca 3Wh, det innebär att framtidens speldator får dra endast 37mWh, dvs 1/10.000-del av en idag modern speldator.

Landvinningarnas sötebrödsdagar är förbi sedan 5+ är sedan. Det ska till alien-teknologi och vi ska vinna 1/10-del av vad vi gjort de senaste 30åren.

Vad får er att tro man i framtiden kan driva en speldator i en månad på endast 2st AAA-batterier?

Du ser ut att behöva det här (blandar ihop W med Wh).

Skrivet av Alling:

Man kan räkna med enheter, så är det mycket enklare att veta att det blir rätt (för om man gör rätt tar enheter ut varandra så att bara rätt enhet återstår).

Rent generellt är tyvärr även denna tråd, precis som de flesta på temat enheter och matematik, full av diverse konstigheter. Ska försöka räta ut en del frågetecken.

Rätt enheter

Börja med att använda rätt enheter till allt. Skippa "watt per timme" (istället för watt), "kr" (istället för kr/kWh) och andra påhitt/oklarheter, så blir allting mycket enklare.

Vilka storheter har vi att hantera?

  • Tid – mäts i sekunder (s) eller timmar (h), där 1 h = 3 600 s.

  • Energi – mäts i joule (J) eller wattimmar (Wh), där 1 Wh = 3 600 J (se nedan). En joule kostar ett visst antal kronor.

  • Effekt – mäts i watt (W), vilket betyder joule per sekund (J/s). Betecknar takten med vilken energi "förbrukas" (omvandlas). Kan kallas "energi per tidsenhet".

Hur fungerar dessa tillsammans?

Om en apparat drar 300 W betyder det helt enkelt att den förbrukar 300 joule varje sekund. Står den på i 1 sekund omvandlas alltså sammanlagt 300 J till värme ("förbrukas"). Står den på i 5 s förbrukas 5 s · 300 J/s = 1 500 J.

Det jag gjorde där var att jag räknade med enheter: Jag skrev inte "5 · 300", jag skrev "5 s · 300 J/s". Varför? Jo, för att det då blir otroligt mycket enklare att se hur enheter "fungerar tillsammans". I detta fall hade vi till exempel

5 · sekunder · 300 · joule / sekunder

eller (annan ordning)

5 · 300 · sekunder / sekunder · joule

Vi kan tänka att "sekunder / sekunder tar ut varandra och blir 1", och så återstår bara "5 · 300 · joule".

Räknar man explicit med enheter på detta sätt behöver man inte fundera över om man "får" multiplicera, addera etc två enheter, eller vad resultatet får för enhet, utan det blir uppenbart.

Omvandling mellan enheter av samma dimension

Hur omvandlar vi mellan joule och wattimmar? Båda används för att mäta energi, men 1 J är inte samma sak som 1 Wh. Vi räknar med enheter!

Ordet wattimme kommer helt enkelt av att det är den mängd energi som förbrukas då en apparat som drar 1 watt är igång i 1 timme. Vi vet ju nu att 1 W = 1 J/s och att 1 h = 3 600 s, så

1 Wh
= 1 W · 1 h
= 1 J/s · 3 600 s
= 1 · 3 600 · s · J/s
= 3 600 J

Därmed är det uppenbart att 1 Wh = 3 600 J; det är alltså inget vi behöver memorera.

Vi kan givetvis lika gärna omvandla från J till Wh:

1 Wh = 3 600 J

Dela med 3 600 på båda sidorna:

1 Wh / 3 600 = 3 600 J / 3 600
1 / 3 600 Wh = 1 J
1 J = 1 / 3 600 Wh

Att omvandla mellan exempelvis Wh och kWh bör vara trivialt om man har med sig SI-prefixen från grundskolan: 1 kWh = 1 000 Wh.

Energiförbrukning

Låt oss säga att vi har en dator som drar 250 W. Det betyder att den förbrukar 250 J varje sekund eller 250 J/s. Det betyder också att om vi har igång den i 1 timme kommer vi förbruka 250 Wh (direkt från definitionen av wattimme). Det kan vi lika gärna uttrycka som

250 Wh
= 250 W · 1 h
= 250 J/s · 3 600 s
= 250 · 3 600 · s · J/s
= 900 000 J
= 900 kJ

Efter en timme har vi alltså använt 900 kJ, vilket är samma sak som 250 Wh, vilket är samma sak som 0,25 kWh. Denna mängd energi måste vi betala för, och om vi för exemplets skull antar att 1 kWh kostar 1 kr har det alltså kostat oss 0,25 kr eller 25 öre att ha igång datorn i en timme.

Det viktiga är alltså att kunna räkna ut hur stor mängd energi som förbrukas under den tidsperiod man är intresserad av. Säg att vi vill veta hur mycket vår dator kostar oss per månad (om vi har igång den dygnet runt och den alltid drar 250 W). Vi räknar med enheter, så vet vi att vi får rätt enhet och därmed (mer) sannolikt rätt belopp på svaret.

En månad består av 30 dagar. Varje dag består av 24 timmar. En månad består således av 30 d · 24 h/d = 30 · 24 h = 720 h. Om vi tar reda på hur mycket energi vår dator förbrukar på 720 timmar vet vi alltså vad den kostar oss under en månad.

För att få energi kan vi som sagt multiplicera effekt med tid. (Eftersom effekt mäts i J/s och tid i s "tar ju sekunderna då ut varandra" och kvar blir bara J.) Vi får då att vår dator under en månad förbrukar

250 W · 720 h
= 250 · 720 · W · h
= 180 000 Wh
= 180 kWh

Vi hade lika gärna kunnat skriva

250 W · 720 h
= 250 J/s · 720 h · 3 600 s/h
= 250 J/s · 720 · 3 600 s
= 250 J/s · 2 592 000 s
= 250 · 2 592 000 · s · J/s
= 250 · 2 592 000 · J
= 648 000 000 J
= 648 MJ
= 648 MJ · 1 / 3 600 Wh/J
= 648 · 1 / 3 600 · MJ · Wh/J
= 648 · 1 / 3 600 · MWh
= 648 · 1 000 / 3 600 · kWh
= 648 · 1 / 3,6 · kWh
= 648 / 3,6 kWh
= 180 kWh

men det hade varit onödigt att gå via joule när vi hade watt och timmar och ville ha wattimmar.

Generellt

En apparat som drar effekten P under tiden t förbrukar energin E, där

E = P · t

En apparat som drar P watt under ts sekunder förbrukar energin EJ joule, där

EJ = P · ts

En apparat som drar P watt under th timmar förbrukar energin EWh wattimmar, där

EWh = P · th

Sammanfattning

Chansa inte vilt. Räkna med enheter.

@FishTank:

Nej, jag råkade skriva Wh istället för W på ett enda ställe.
Men tänker inte redigera mitt inlägg bara för en sån skitsak.

Skrivet av Lessismore:

@FishTank:

Nej, jag råkade skriva Wh istället för W på ett enda ställe.
Men tänker inte redigera mitt inlägg bara för en sån skitsak.

Och just detta förklarar du är ute och cyklar med enheter. Jag tog mig friden att rätta till enheterna i din text så bäst jag kunde, det fetmarkerade betyder att det är ändrat.

Skrivet av Lessismore:

Du blandar ihop mig med nån annan.
Min första speldator (Commodore 64) förbrukade 9 W. Min nuvarande speldator förbrukar 300 W.
På 30 år har alltså strömförbrukningen ökat med 30ggr. Men prestandan har ökat med 100.000ggr (ungefärlig gissning).

Om vi antar att prestandan kommer att öka i framtidens speldator (dock inte 100.000ggr, men kanske 100ggr) så ser jag inte ens en tendens att strömförbrukningen helt plötsligt skulle minska.

Om vi antar att man spelar 4 timmar om dagen, 5 dar i veckan så är den totala strömförbrukningen per månad 720 Wh (C64) resp 24.000 Wh (modern speldator).

2st AAA-batteri har en energimängd på ca 3Wh, det innebär att framtidens speldator får dra endast 37 mW, dvs 1/10.000-del av en idag modern speldator.

Landvinningarnas sötebrödsdagar är förbi sedan 5+ är sedan. Det ska till alien-teknologi och vi ska vinna 1/10-del av vad vi gjort de senaste 30åren.

Vad får er att tro man i framtiden kan driva en speldator i en månad på endast 2st AAA-batterier?

Det är fler än ett ställe där det var fel.

Skrivet av Esseboy:

Nä, jag säger att man försöker få in fler hus per yta och säger att man bygger husen med 3 mm teknik när dom fortfarande är 10x12 meter stora. Allt folk vill veta är hur stora transistorerna är !!

Detta var väl varför intel ville att man skulle börja använda antal transistorer/yta för att få bättre grepp om vad som faktiskt händer i processorn. Intel är historiskt sett den enda tillverkaren som marknadsför sina produkter nära den faktiska standarden, nyaste exemplet på lite halvfalsk marknadsföring är GLOFO 12LP som i verkligheten är ungefär 14nm+, sedan ska deras kommande 7nm vara samma som intel 10nm.

Senast redigerat 2018-01-27 16:28
Skrivet av Esseboy:

Nä, jag säger att man försöker få in fler hus per yta och säger att man bygger husen med 3 mm teknik när dom fortfarande är 10x12 meter stora. Allt folk vill veta är hur stora transistorerna är !!

Transistorns volym då?