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Se per diverso tempo la lotta tra i produttori di CPU si è combattuta solo a suon di MegaHertz, adesso la situazione è mutata. Con l'avvento e la diffusione massiccia dei dispositivi mobili, è necessario tenere in grande considerazione anche i nanometri, i famosi "nm" che spesso leggi tra le specifiche tecniche di un chip. In particolare, gli ultimi chip arrivati sul mercato hanno quasi sempre un valore di 7 nm, 10 nm o 14 nm.
Ma di cosa stiamo parlando e perché i nanometri sono così importanti? Il nanometro, come forse già saprai, è una unità di misura della lunghezza: equivale a un miliardesimo di metro, o anche a un milionesimo di millimetro. È l'attuale unità di misura della grandezza dei miliardi di transistor che costituiscono qualsiasi CPU. Quando leggi che una CPU ha un processo produttivo a 7, 10 o 14 nm, vuol dire che ogni transistor che la forma ha dimensione 7, 10 o 14 nanometri.
Quali sono i chip a 14, 10 e 7 nanometri?
Per fare l'esempio dei processori desktop più diffusi, cioè quelli prodotti da Intel, l'attuale generazione è prodotta a 14 nm, mentre la prossima sarà a 10 nm. Un processore per PC desktop Intel Core i7-9700K "di nona generazione", quindi, è costruito con un processo produttivo a 14 nm, mentre la CPU concorrente AMD Ryzen Threadripper 2990 Wx è fabbricato a 12 nm. Se passiamo al mondo delle CPU per smartphone possiamo citare il Qualcomm Snapdragon 855 con processo produttivo da 7 nm, come anche l'Apple A12/A12X entrambi a 7 nm. Stessa cosa per la CPU Huawei Hisilicon Kirin 980, mentre il Samsung Exynos 9810 è costruito con processo a 10 nm, come l'Apple A11, Qualcomm Snapdragon 835 e Huawei HiSilicon Kirin 970.
Che differenza c'è tra un processore a 7 nanometri e un processore a 14 nanometri?
Un processore a 7 nm è formato da transistor grandi la metà rispetto a un altro processore a 14 nm. Ciò vuol dire che nello stesso spazio il produttore può inserire il doppio dei transistor, o lo stesso numero di transistor nella metà dello spazio. Più transistor ha una CPU, più potenza di calcolo è disponibile per processare i dati. Da qui si capisce al volo un grandissimo vantaggio derivante dal passaggio dai 14 a 7 nm: lo spazio. Specialmente per una CPU per smartphone e tablet le dimensioni contano perché lo spazio complessivo della scheda madre di un device mobile è veramente molto poco.
Il secondo vantaggio sta nei consumi di energia: più sono piccoli i transistor, meno corrente elettrica serve per farli funzionare. Passando da 14 a 7 nm, così, un costruttore di chip può garantire le stesse prestazioni con la metà del consumo di energia. O prestazioni superiori con lo stesso consumo. E anche questo è fondamentale per vincere la guerra tra le migliori CPU per smartphone, che devono essere potenti ma non incidere troppo sulla batteria del cellulare. Meno energia consumata significa anche meno calore prodotto dalla CPU, altra cosa molto importante soprattutto per i processori per smartphone e notebook, che non possono montare i grossi dissipatori con ventola che si vedono nei normali PC desktop.
Addio alle CPU?
Apple ha dichiarato che i suoi SoC A12 a 7 nm usati negli iPhone XS e iPhone XS Max sono più potenti persino delle CPU Intel i5 montate sui MacBook Pro da 13 pollici. E per far funzionale un A12 non serve nessuna ventola di raffreddamento. Questo, come molti analisti hanno fatto notare, potrebbe anche significare che un giorno Apple abbandonerà i chip Intel per montare solo i suoi processori su tutti i prodotti, grazie soprattutto al fatto che i chip A12 sono costruiti a 7 nm, contro i 14 nm (e in futuro 10 nm) dei chip Intel.
Quali sono i vantaggi, vi state chiedendo? Prima di tutto, a livello energetico: i SoC, come potete immaginare, hanno consumi minori rispetto a quelli di una CPU per computer. Poi, ovviamente, a livello di spazio: le SoC (acronimo di System on a Chip) occupa molto meno spazio delle CPU oggi montate da computer desktop e laptop. Utilizzarne uno all'interno di un PC permetterebbe di recuperare moltissimo spazio, sia sulla scheda madre, sia a livello di componenti necessarie per il raffreddamento.
I vantaggi dei processori con processo produttivo "miniaturizzato"
Altro aspetto da non sottovalutare: più piccoli sono i transistor, meno è costoso produrre la CPU. Questo perché si usano meno materiali pregiati e costosi e dalle stesse linee di produzione possono uscire più CPU nello stesso tempo. Ma non solo: diminuire la dimensione dei transistor permette al costruttore di fare più scelte nel design di una CPU. Se c'è più spazio libero, lo si potrà usare per inserire altre unità di calcolo, ma anche più memoria cache dentro al processore, o una sezione di computazione grafica più potente. È chiaro, quindi, che le dimensioni dei transistor, misurate con questi famigerati "nm" contano e anche molto. Oggi la vera sfida per un produttore di chip è essere all'avanguardia sia con i progetti dei nuovi processori che con la tecnologia produttiva: chi riesce a produrre chip con i transistor più piccoli ha un innegabile vantaggio finché anche i concorrenti non riusciranno a produrre i propri con la stessa tecnologia.
