اننا نسمع كثيراً عن معالج 28، 45، 20 نانومتر وذلك سواء أكان ذلك في
الحواسيب أو الهواتف الذكية وذلك بدون أن نعلم بالضبط مايعنيه هذا المصطلح، هل هو
حجم المعالج فيزيائياً أم له علاقة أيضاً بأمور أخرى ؟ وبالنسبة للهواتف الذكية لدينا
هذا العام معالجين من شركة كوالكوم سناب دراجون 801 وسناب دراجون 805 وهما يشغلان
معظم الأجهزة الرائدة العاملة بنظام اندرويد .
فهما بتقنية 28 نانو متر 28 nm أما بالنسبة للمعالج A8 للهاتفين ايفون 6 وايفون 6 بلس فهو بتقنية 20 نانومتر وبدون نسيان معالج سامسونج شريحة Exynos 7 Octa بتقنية 20 نانومتر أيضاً لكن ماذا يعني مصطلح النانومتراو اختصارا الى nm . ؟
فهما بتقنية 28 نانو متر 28 nm أما بالنسبة للمعالج A8 للهاتفين ايفون 6 وايفون 6 بلس فهو بتقنية 20 نانومتر وبدون نسيان معالج سامسونج شريحة Exynos 7 Octa بتقنية 20 نانومتر أيضاً لكن ماذا يعني مصطلح النانومتراو اختصارا الى nm . ؟
وبشكل عام فان المعالجات مصنعة من عدة طبقات من بعض المواد المركزة
وأغلب الأحيان المادة هي ثاني أكسيد السيليكون وعند تصميم هذه الطبقات يجب الأخذ
بعين الاعتبار عدة أمور فيجب أن تكون بسماكة قليلة جداً ومجردة عن بعضها البعض
بدرجة عالية ولكل طبقة قناع مختلفة عن الأخرى وكذلك الطبقات المختلفة مصنعة من
مواد مختلفة فمثلاً يتم إنشاء الترانسيستورات داخل المعالج عن طريق صف الطبقات
وفقاً للأقطاب بطريقة معينة .
أما بالنسبة للمكثفات أو السعات فتنشأ عن طريق تكديس طبقتين من مادتين مختلفتين . اما بالنسبة للقناع المكون لإنشاء كل طبقة فيمكن تصورها شبكة من المربعات الصغيرة التي يمكن أن تكون في نمطي On و Off أي مفعلة أو غير مفعلة فحجم المعالجة عملياً يحدد بواحدة Lambda والتي هي عملياً حجم أي مربع من المربعات المذكورة فمثلاً حجم المقاومة عبارة عن حاصل ضرب 4 لامبدا × 20 لامبدا . باعتبار شكلها مستطيل .
أما بالنسبة للمكثفات أو السعات فتنشأ عن طريق تكديس طبقتين من مادتين مختلفتين . اما بالنسبة للقناع المكون لإنشاء كل طبقة فيمكن تصورها شبكة من المربعات الصغيرة التي يمكن أن تكون في نمطي On و Off أي مفعلة أو غير مفعلة فحجم المعالجة عملياً يحدد بواحدة Lambda والتي هي عملياً حجم أي مربع من المربعات المذكورة فمثلاً حجم المقاومة عبارة عن حاصل ضرب 4 لامبدا × 20 لامبدا . باعتبار شكلها مستطيل .
- اذا ماذا يفيد تقليص الحجم ؟
في الحالة المثالية فانه يمكن اعتبار طبقات بسماكة صفر بما في ذلك
المسافة العازلة مابين هذه الطبقات لكن في الواقع العملي هذا الأمر غير ممكن . فتصور
لديك مكثفة أو سعة مؤلفة من مربعين من المعدن ومكدسين فوق بعضهما البعض فسعة هذه
المكثفة تتناسب طرداً مع مساحتهما ( المربعين ) ولكن تتناسب عكساً مع المسافة
بينهما .وإن قمت
مثلاً بتقسيم قيمة اللامبدا إلى النصف ومساحة المربعات إلى الربع مالم تقم بتقليل
المسافة مابين الطبقات إلى الربع سوف تحصل في النهاية على مكثفة بسعة أقل .
وبما أن المعالج يحتوي على مئات الملايين من هذه الترانسيتورات والمكثفات فهي تستهلك طاقة تسمى الطاقة الديناميكية والتي تنتج عند التبديل في الوضعين الفعال وغير الفعال فكلما قل حجم هذه الترانسيستورات كانت مناسبة جداً للترددات العالية وتستهلك طاقة ديناميكية أقل إلى جانب حاجتها إلى فولت أقل لكن سلبيتها الوحيدة هي تسريبها للتيار وهذا مايسمى باستهلاك الطاقة الاستاتيكي أو الثابت .
وبما أن المعالج يحتوي على مئات الملايين من هذه الترانسيتورات والمكثفات فهي تستهلك طاقة تسمى الطاقة الديناميكية والتي تنتج عند التبديل في الوضعين الفعال وغير الفعال فكلما قل حجم هذه الترانسيستورات كانت مناسبة جداً للترددات العالية وتستهلك طاقة ديناميكية أقل إلى جانب حاجتها إلى فولت أقل لكن سلبيتها الوحيدة هي تسريبها للتيار وهذا مايسمى باستهلاك الطاقة الاستاتيكي أو الثابت .
وفي النهاية فان النانومتر nm هي عباره عن قياس المربعات
المذكورة وكلما كان صغيراً ينتج عنه معالج أصغر وتكلفة تصنيع أقل وباستهلاك طاقة
أقل أيضاً ولكن بتقنيات أعلى تحتاج إلى الاستثمار في تجهيزات جديدة للتصنيع لكن
وفور الانتقال إلى الانتاج تصبح عملية الانتاج أقل تكلفة على الشركات المصنعة
المفاضلة بين هذه الأمور .
كما في الجدول نجد أن أحدث معالجات الأجهزة الذكية الحالية تعتمد على تقنية تصنيع 20 نانومتر في كل من معالجات A8وسناب دراجون 810 وكذلك Exynos 7 Octa لكن شركة انتل قدمت مؤخراً معالجات بتقنية 14 نانومتر nm مخصصة للحاسبات الشخصية والمكتبية ووضعت أمامها هدف الوصول إلى التقنية 5 نانومتر nm في العام 2020 أما مع الوصول إلى العام 2028 فتكون قد وصلت إلى التقنية 1 نانومتر ان شاء الله . نتمنى لكم التوفيق .
كما في الجدول نجد أن أحدث معالجات الأجهزة الذكية الحالية تعتمد على تقنية تصنيع 20 نانومتر في كل من معالجات A8وسناب دراجون 810 وكذلك Exynos 7 Octa لكن شركة انتل قدمت مؤخراً معالجات بتقنية 14 نانومتر nm مخصصة للحاسبات الشخصية والمكتبية ووضعت أمامها هدف الوصول إلى التقنية 5 نانومتر nm في العام 2020 أما مع الوصول إلى العام 2028 فتكون قد وصلت إلى التقنية 1 نانومتر ان شاء الله . نتمنى لكم التوفيق .
- لاتنسى الاشتراك فى قناتنا على يوتيوب وتفعيل جرس التنبيهات ليصلك المزيد ...
