O que são nanômetros e por que eles são tão importantes para os processadores? Scott Lang fica preso e descobre uma maneira de escapar. De repente, ele veste sua roupa de Homem-Formiga, coloca uma partícula Pym em seu cinto e aperta o botão que o faz encolher como se não houvesse amanhã. Há um momento em que ele é tão pequeno que seu tamanho só pode ser medido em nanômetros e embora ele continue, vamos parar por aí. Sem especulação ou fantasia, sem mundo quântico ou viagem no tempo.
Como os nanômetros são apenas isso, uma unidade de medida, e seu nome há muito tempo é importante para descrever o desempenho dos processadores, sejam móveis ou desktops. E embora possa parecer estranho, menor, neste caso, é igual a melhor, embora sempre haja nuances. Vamos dar uma olhada no que são exatamente os nanômetros e como eles afetam o desempenho do processador.
O que queremos dizer quando falamos sobre nanômetros?
A corrida nanométrica é uma das corridas mais importantes que acontecem no mundo dos processadores, além de outras como a inteligência artificial ou a frequência do relógio. A última geração de chips móveis, por exemplo, é construída com processos de cinco nanômetros, e tudo aponta para o fato de que no final deste ano daremos um novo passo à frente, descendo um novo degrau para quatro nanômetros.
Quando falamos em nanômetros em um processador, estamos nos referindo ao tamanho de seus menores componentes, os transistores que constituem a grande maioria de sua superfície. Para torná-los cada vez menores, é cada vez mais necessário desenvolver máquinas capazes de realizar o processo e, ao mesmo tempo, desenvolver técnicas que evitem os problemas lógicos de ter componentes desse porte.
Um nanômetro é um bilionésimo de um metro, um 10 elevado a -9, para nos dar uma ideia. Para estar ciente de seu tamanho, um milímetro contém um milhão de nanômetros. É assim que um nanômetro é minúsculo. Isso significa que os mais recentes transistores fabricados para, por exemplo, o Snapdragon 888 ou o Apple A14 Bionic, medem 5 vezes esse tamanho. Em outras palavras, eles são 200.000 vezes menores que um milímetro. É uma quantia exorbitante.
A fabricação de componentes tão pequenos não só requer máquinas cada vez mais avançadas, mas também significa que enfrentamos problemas como o fato de um átomo de hélio medir 0,1 nanômetro de tamanho. Portanto, um transistor no Snapdragon 888 mede o equivalente a 50 átomos de hélio. Isso é bastante. E o número continua diminuindo geração após geração, até que não temos escolha a não ser recorrer à computação quântica.
É assim que um processador funciona, falando grosso modo
Sem entrar em assuntos excessivamente técnicos que poucos entenderiam (e eu não estaria entre eles), um processador é uma rede complexa de transistores ligados de tal forma que são capazes de executar operações matemáticas altamente complexas. A eletricidade corre pela superfície do processador e os problemas são executados a toda velocidade, porque a eletricidade é a mãe de tudo.
Tudo isso é muito mais complexo porque no processador existem memórias para armazenar dados, unidades de controle que coordenam cada componente, e o famoso relógio interno que determina os GHz do processador (cada hertz é uma ativação do processador por segundo, um gigahertz é um bilhão de ativações por segundo). Mas, em poucas palavras, é assim que funciona e é construído.
Falamos sobre código binário em uma infinidade de instâncias tecnológicas, e este também é o caso no mundo dos processadores. A eletricidade passa pelos transistores executando as operações e quando a luz passa por um, ele acende e nós temos um, e quando não passa, apaga e temos um zero. E assim, entre zeros e uns, o processador realiza cada uma de suas operações.
Entender isso é a chave para entender a importância dos nanômetros porque quanto menor o transistor, mais rápido a energia passará por ele e, portanto, mais rápido ele resolverá as equações propostas pelo algoritmo que estamos tentando executar nele. Portanto, já temos a primeira das chaves, ao reduzir os transistores também reduzimos a distância que a luz viaja enquanto o processador funciona. Em seguida, aumentamos a capacidade de processamento do processador e também aproveitamos isso para reduzir o consumo de energia.
Por outro lado, fabricar transistores cada vez menores significa que eles ocupam menos espaço e, portanto, podemos colocar mais transistores na mesma área, ou podemos manter o mesmo número de transistores, mas o processador fica menor. Embora este último praticamente nunca aconteça, e a cada nanômetro perdido na fabricação, a densidade de cada processador aumenta. Portanto, já temos a segunda chave: transistores menores equivalem a mais transistores por processador e uma maior capacidade de resolver equações. Em outras palavras, mais poder novamente.
Portanto, concluímos que a redução do tamanho dos transistores graças a uma nova tecnologia de fabricação torna possível aumentar sua potência bruta. Depois, são mil e um outros fatores que decidem o que é feito com esse aumento de potência e nos encontramos com chips mais ou menos eficientes em termos de energia ou execução de código, mas o resumo se resume a isso: quanto menor, mais poderoso . O mundo de cabeça para baixo.
