ماذا تعرف عن معالج آبل سيليكون القادم بتقنية ال3 نانومتر
من المتوقع أن تستخدم آبل معالجات من الجيل المتقدم تستند إلى تصنيع بتقنية 3 نانومتر، وإطلاقها في وقت لاحق من عام 2023 في هواتف الآي-فون أولا ثم اجهزة الحواسيب المحمولة والمكتبية لاحقا، فما هو التأثير الذي ستحدثه هذه المعالجات المتقدمة؟
تصنيع أشباه الموصلات هو عملية إنشاء رقائق الحاسوب. و “عقدة” هذه العملية أو ما يشار إليه بمصطلح “Node”، وهو مقياس لأصغر بُعد ممكن مستخدم في عملية التصنيع، يقاس بالنانومتر، وهي وحدة لقياس الأطوال القصيرة جداً، وتساعد عقدة الرقاقة في تحديد كثافة الترانزستور الموجودة على الشريحة، فضلاً عن تحسين الأداء وكفاءة الطاقة. بإيجاز، كلما كان حجم العقدة أصغر، كلما كان من الممكن تعبئة المزيد من الترانزستورات في الرقاقة، مما يؤدي إلى أداء وكفاءة أفضل.
في السنوات الأخيرة، أصبحت العلاقة بين الأبعاد المادية الفعلية، وتقدم تقنية الرقائق أقل وضوحًا؛ بسبب التقدم البطيء جدا وزيادة التركيز على الترويج والتسويق. ومع ذلك، لا يزال المصطلح يشير بشكل عام إلى مستوى التطور والتقدم في تقنية الرقائق.
ما هي العقد التي تستخدمها آبل حاليًا؟
في عام 2020، حققت آبل قفزة كبيرة في عملية تصنيع الرقائق من خلال الانتقال إلى تقنية تصنيع 5 نانومتر لشريحة A14 Bionic وشريحة M1 المستخدمة في أجهزتها. ومع ذلك، لا تزال بعض الرقائق مثل S6 و S7 و S8 في ساعة آبل تستخدم دقة تصنيع 7 نانومتر. هذا لأن هذه الرقائق تعتمد على شريحة A13 Bionic، والتي كانت آخر شريحة لآبل مصممة للآي-فون تستخدم دقة تصنيع عملية 7 نانومتر.
وأطلقت آبل شريحة A16 Bionic مع آي-فون 14 برو وآي-فون 14 برو ماكس، وتؤكد أنها شريحة بدقة تصنيع 4 نانومتر؛ لأنها تستخدم تقنية TSMC N4. لكنها في الواقع، مصنوعة باستخدام نسخة محسنة من دقة تصنيع 5 نانومتر بتقنية TSMC’s N5 و N5P. وأشارت آبل إليها على أنها شريحة 4 نانومتر لأغراض التسويق، لكن التقنية الأساسية تعتمد على عملية 5 نانومتر محسنة طورتها شركة TSMCالتايوانية.
ما الذي ستجلبه تقنية 3 نانومتر؟
من المتوقع ان توفر دقة التصنيع بتقنية 3 نانومتر، قفزة كبيرة جداً في الأداء والكفاءة لرقائق آبل. إذ يتيح هذا الحجم المصغر زيادة كبيرة في أعداد الترانزستورات على الشريحة، حيث يسمح عدد الترانزستور المتزايد بمعالجة المزيد من المهام في نفس الوقت وتنفيذها بمعدل أسرع. بالإضافة إلى انخفاض ملحوظ في استهلاك الطاقة مقارنة بالأجيال السابقة.
ستسمح باستهلاك طاقة أقل بنسبة تصل إلى 35% مع تقديم أداء أفضل مقارنة بتقنية 5 نانومتر التي استخدمتها آبل لرقائق السلسلة A و M منذ عام 2020.
ومع تطوير رقائق 3 نانومتر، هناك إمكانية لدمج مكونات مخصصة أكثر تقدمًا مباشرة على الشريحة. على سبيل المثال، يمكن أن تقدم هذه الرقائق دعمًا أفضل لمهام الذكاء الاصطناعي المتقدم والتعلم الآلي، مما يتيح قدرات ذكاء اصطناعي أكثر قوة وكفاءة. بالإضافة إلى ذلك، تحسين أداء الرسومات، مما يسمح بمعالجة رسومات أكثر تطوراً ، وينتج عن ذلك عرض أفضل للرسومات ودقة أعلى ورسوم متحركة أكثر سلاسة وتجارب غامرة في التطبيقات والألعاب والمهام الأخرى التي تتطلب رسومات كثيفة. ويمكن أن تساهم في تقديم مرئيات أكثر تفصيلاً وواقعية، مما يعزز الجودة الإجمالية لمعالجة الرسومات على الأجهزة التي تستخدم هذه الشرائح.
وكانت هناك شائعات تشير إلى أن آبل كانت تنوي في البداية تضمين إمكانات تتبع الأشعة Ray-tracing في شريحة A16 Bionic، إلا أنها قررت إزالة هذه الميزة في أثناء عملية تطوير الشريحة والعودة إلى تصميم وحدة المعالجة المركزية من A15 Bionic بدلاً من ذلك. إلا أنه من الممكن أن تقوم بتضمين دعم تتبع الأشعة في شرائح 3 نانومتر.
تقنية تتبع الأشعة أو RTX هي تقنية تعمل على توليد صور واقعية للغاية، وتحاكي الطريقة التي يتصرف بها الضوء في العالم الحقيقي، مع مراعاة عوامل عدة مثل الانعكاس والانكسار والظلال. من خلال تتبع مسار الضوء أثناء تفاعله مع الكائنات في مشهد ثلاثي الأبعاد، يمكن لتقنية تتبع الأشعة إنتاج صور تشبه إلى حد بعيد ما يمكن رؤيته في العالم الحقيقي. وتعد تقنية تتبع الشعاع مكلفة من الناحية الحسابية وتتطلب قوة معالجة كبيرة، إلا أنها تستحق. تُستخدم هذه التقنية على نطاق واسع في صناعة الأفلام وتطوير ألعاب الفيديو لإنشاء صور واقعية عالية الجودة.
مع التقدم في تقنية الرقائق، مثل الانتقال إلى أحجام عقدة أصغر مثل 3 نانومتر، أصبح من الممكن بشكل متزايد دمج المكونات المتخصصة لتتبع الأشعة مباشرة في تصميم الشريحة القادمة.
تجدر الإشارة إلى أن الانتقال إلى حجم شريحة أصغر يمكن أن يواجه بعض التحديات، مثل زيادة كثافة الطاقة وتوليد الحرارة وتعقيد التصنيع. وهذا هو أحد أسباب حدوث قفزات كبيرة في عمليات التصنيع بشكل متزايد. تتضمن هذه القفزات عادةً الانتقال إلى حجم عقدة أصغر، مثل الانتقال من 7 نانومتر إلى 5 نانومتر ثم إلى 3 نانومتر. يمثل كل حجم عقدة جديدة تحسينًا كبيرًا في قدرات تصنيع الرقائق وغالبًا ما يجلب فوائد مثل زيادة كثافة الترانزستور والأداء المحسن وكفاءة الطاقة الأفضل والوظائف المحسّنة.
ووفقًا لموقع The Information، ستحتوي هذه معالجات آبل المستقبلية على أربعة قوالب (dies)، والتي يمكن أن تدعم ما يصل إلى 40 نواة. يحتوي معالج M2 على 10 نوى ويحتوي M2 برو وبرو ماكس على 12 نواة، لذلك يمكن أن تعزز تقنية 3 نانومتر أداء الأنظمة متعددة النوى بشكل كبير. مما يسمح بمزيد من مهام المعالجة المتزامنة وتحسين الأداء العام في التطبيقات التي يمكن أن تستخدم نوى متعددة بشكل فعال.
متى سيتم الإعلان عن أول رقائق 3 نانومتر؟
عززت شركة TSMC اختباراتها على إنتاج 3 نانومتر بنشاط منذ عام 2021، وهذا العام تتوقع أن تكون التقنية قابلة للتطبيق تجاريًا. من المقرر أن يبدأ الإنتاج التجاري الكامل في الربع الأخير من عام 2023، ويُعتقد أن خطة الإنتاج تسير على الطريق الصحيح.
وأفادت التقارير أن شركة آبل قد قدمت طلبًا كبيرًا لشرائح 3 نانومتر. وتشير التقارير الأخيرة إلى أن شركة TSMC تواجه تحديات في تلبية الطلب على أجهزة آبل القادمة؛ بسبب مشكلات تتعلق بالأدوات والإنتاجية، مما قد يتسبب في حدوث بعض المشكلات الطفيفة، مثل التأخير. ومع ذلك، فمن غير المرجح أن تؤجل آبل إطلاق طرازي A17 Bionic وآي-فون 15 برو.
وبمجرد إنتاج 3 نانومتر، تخطط شركة TSMC للمضي قدمًا في تطوير تقنية 2 نانومتر، ومن المتوقع أن يبدأ الإنتاج في عام 2025.
ما هي الأجهزة القادمة التي ستحتوي على رقائق أبل سيليكون 3 نانومتر؟
هذا العام، يُشاع أن آبل ستقدم شريحتين 3 نانومتر وهما شريحة A17 Bionic وشريحة M3. ومن المتوقع أن يتم تضمين معالج A17 Bionic لأول مرة في آي-فون 15 برو وآي-فون 15 برو ماكس، المقرر إصدارهما في الخريف.
