Telefonlarımıza ve diğer birçok cihaza güç veren silikon çipler, çoğunlukla onların evriminin arkasındaki ana itici güçtür. Elbette, günümüzde modern bir telefondan alacağınız tipik kullanıcı deneyimini oluşturan kameralar veya ekran gibi başka yenilikler de var, ancak bunların temelinde, telefonunuzla yaptığınız her şeyi mümkün kılan küçük bir güç merkezi bulunuyor. Bir çipin işlem gücünü artırmanın en iyi yöntemi, içinde paketlenmiş transistörlerin sayısını artırmak olmuştur; bu da doğası gereği söz konusu transistörlerin daha küçük olması anlamına gelir. İlk transistörler 1950’lerde icat edildi ve milimetre cinsinden ölçülüyordu. Ancak günümüzde bu süreci o kadar geliştirdik ki transistörler nanometre cinsinden ölçülüyor. Bu nedenle bazen telefon üreticilerinin, örneğin 4nm işlemiyle (Galaxy S24 serisi gibi) veya hatta 3nm işlemiyle (iPhone 15 Pro ve iPhone 15 Pro Max’te olduğu gibi) yapılmış bir çipe sahip son modelleriyle övündüklerini duyarsınız. Nanometre ölçümünden bahsedilirken çipin kendisinden değil, çipi oluşturan transistörlerin kapılarının genişliğinden bahsedildiğini unutmamak gerekiyor. Transistör geçitleri ne kadar küçük olursa çip o kadar gelişmiş, güçlü ve güç açısından verimli olur (görsel temsil için grafiği kontrol edin).
Kaynak — Nikkei Asya.
Çip endüstrisindeki büyük oyuncular ve şimdiye kadarki yol
Şu anda çip endüstrisinde önde gelen üç üretici var ve bunlar Intel (ABD), TSMC (Tayvan) ve Samsung (Güney Kore). Ayrıca Çinli SMIC şirketi de var, ancak grubun geri kalanının gerisinde kalıyor ve şu an için yaklaşık iki nesil geride.
Yukarıda adı geçen üç önde gelen üreticinin tümü, 2000’li yıllardan itibaren daha önemli sıçramalar yaparak çipleri ilerletmek için güçlü bir şekilde baskı yapıyor. İşte 2013’ten bugüne, şu anda içinde bulunduğumuz yıla ve yakın gelecekte neler bekleyebileceğimize dair kısa bir genel bakış.
Üst satırda yıl vardır ve altta nanometre cinsinden ölçülen karşılık gelen transistör kapısı genişliği bulunur. Boş alanlar o yıl için yeni çıkan nesilleri temsil etmiyor.
Bilgi henüz resmiyet kazanmadığı için “*” “beklenen” anlamına geliyor.
Bilgi henüz resmiyet kazanmadığı için “*” “beklenen” anlamına geliyor.
Muhtemelen kendi kendinize, nanometrelerin yıllar boyunca önceki neslin boyutunun yaklaşık yarısı kadar istikrarlı bir şekilde azaldığını söyleyebilirsiniz. Başka bir deyişle, bir çipin içerdiği transistörlerin sayısı iki katına çıkıyor ve daha yakından bakıldığında sektörün bir sonraki aşamaya geçmesinin sürekli olarak yaklaşık birkaç yıl sürdüğünü ortaya koyuyor.
Moore Yasası: Yanıltıcı bir terim
Bir çipin evriminde üreticilerin bir nesilden diğerine atlamaları için gereken sürenin sürekli olarak benzer olması bir tesadüf değildir. Aslında Intel’in kurucu ortağı Gordon Moore, 1965 gibi erken bir tarihte, çiplerin içindeki transistör sayısının her on sekiz ayda bir ikiye katlanacağını ve bunun günümüzde Moore Yasası olarak bilindiğini belirtmişti.
Çip evrimindeki bu eğilim o kadar uzun zamandır geçerliliğini koruyor ki, sanki koşullar ne olursa olsun değişmeyen bir doğa kanunundan bahsediyormuşuz gibi görünüyor. Ama gerçek farklıdır. Moore konuyla ilgili düşüncelerini bir “yasa” olarak değil, sadece bir gözlem olarak sundu. Aslında tahmininin on yıldan fazla süreceğini öngörmüyordu.
Moore’un gözleminin tüm bu yıllar boyunca doğru olmaya devam etmesi oldukça etkileyici, ancak bunun ne kadar süreceği konusunda fiziksel sınırlamalar var.
Akım transistörleri silikondan yapılmıştır ve silikon atomu 0,2 nm boyutundadır. Başka bir deyişle, transistörleri küçültmeye devam etsek bile onları bundan daha küçük yapamayız.
Nanometre ölçümü için görsel yardım
Nanometre şu ve nanometre şu hakkında konuşmaya devam etmeden önce, bir nanometrenin gerçekte ne kadar büyük olduğunu anlamamız muhtemelen en iyisi olacaktır. Nasıl ki bir insan beyninin evrenin büyüklüğünü kavraması zorsa, bir nanometrenin boyutunu da kavraması zordur; ancak aşağıdaki örnekler olayları farklı bir perspektife oturtmalı (ve muhtemelen aklınızı başınızdan alacak).
Yonga seti evriminin sonuna mı yaklaşıyoruz?
Dolayısıyla kendimize sormamız gereken doğal soru, çip inovasyonunun durup durmayacağı veya çip endüstrisinin başvurabileceği başka yolların olup olmadığıdır. Neyse ki büyümenin ve ürünü daha iyi hale getirmenin bir yolu her zaman vardır. İşte bilgisayarın geleceğine dair birkaç bakış.
Gelişmiş çip paketleme
Gelişmiş çip paketleme, birden fazla çipin levhalar üzerine istiflenmesi anlamına gelir; bu, 5 ve hatta 3nm işleminde yapılan çiplerle karşılaştırılabilir olduğu söylenen performans düzeylerinin elde edilmesine yardımcı olabilir. Bu yöntem aynı zamanda daha az pahalıdır, çünkü aynı miktarda enerji gerektirmez. transistörleri küçültmek için gerekli hassas ve hassas ekipmanlar.
Intel ve Nvidia gibi popüler şirketler bu yöntemi zaten en yeni yonga setlerine uyguladılar.
Transistörleri farklı bir elementten yapmak
Yani daha önce de belirttiğimiz gibi transistörler silikondan yapılmıştır. Kaliforniya’da sözde Silikon Vadisi’nin olmasının bir nedeni var. Ancak daha önce de belirttiğimiz gibi silikon, sınırlarına varıncaya kadar bizi ancak bir yere kadar götürebilir.
Bir örnek galyumdur. Galyumun atom yarıçapı silikonunkinden daha küçük değildir, dolayısıyla bundan daha fazla transistör yerleştiremezsiniz. Ancak Galyum Nitrür daha az ısı üretir, bu da onları maksimum performansta tutmak için daha az soğutmaya ihtiyaç duyulduğu anlamına gelir.
Gerçi bu sadece bir örnek. Üreticilerin çipten daha iyi sonuçlar elde etmek için deneyebilecekleri başka malzemeler de var.
Kuantum hesaplama
Teknolojik beygir gücümüzü artırmaya devam etmek için izleyebileceğimiz bir diğer yol ise kuantum hesaplamadır. Kuantum bilgisayarları tamamen yeni alanlara girmemize yardımcı olma potansiyeline sahip, ancak gelecekte herhangi bir zamanda telefonlarımıza güç sağlama şansları son derece düşük çünkü aşırı soğutmaya ihtiyaç duyuyorlar (tam olarak 15 milikelvin, bu da uzaydan daha soğuktur). Bu da başlı başına çok karmaşık ve büyük bileşenler gerektiriyor. Yani başka bir deyişle kuantum hesaplama bir seçenektir, ancak mobil teknolojiyi anlamlı bir şekilde etkileyecek bir seçenek değildir. En azından öngörülebilir gelecek için değil.