TSMC concentra-se em potência e eficiência com o novo nó de 2 nm

A Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. (TSMC) acaba de lançar oficialmente seu Nó de 2 nm, apelidado de N2. Com lançamento previsto para 2025, o novo processo introduzirá uma nova tecnologia de fabricação.

De acordo com o teaser da TSMC, o processo de 2 nm proporcionará um aumento no desempenho puro em comparação com seu antecessor ou, quando usado nos mesmos níveis de potência, será muito mais eficiente em termos de energia.

A TSMC falou longamente sobre a nova tecnologia 2N, explicando o funcionamento interno de sua arquitetura. O 2N será o primeiro nó da TSMC a usar transistores de efeito de campo gate-all-around (GAAFETs) e aumentará a densidade do chip no nó N3E em 1,1 vezes. Antes do 2N ser lançado, a TSMC lançará chips de 3 nm, que também foram apresentados no 2022 TSMC Technology Symposium.

O nó de 3 nm virá em cinco níveis diferentes e, a cada novo lançamento, a contagem de transistores aumentará, aumentando assim o desempenho e a eficiência do chip. Começando com o N3, a TSMC lançará posteriormente o N3E (Enhanced), N3P (Performance Enhanced), N3S (Density Enhanced) e, por último, o N3X de “Ultra-High Performance”. Diz-se que os primeiros chips de 3 nm serão lançados no segundo semestre deste ano.

Embora o processo de 3nm esteja mais próximo de nós em termos de data de lançamento, é o de 2nm que é um pouco mais interessante, embora ainda demore alguns anos. O objetivo da TSMC com o nó de 2 nm parece ser claro – aumentar o desempenho por watt para permitir níveis mais elevados de produção e eficiência. A arquitetura como um todo tem muito a recomendar. Tomemos como exemplo os transistores de nanofolha GAA. Eles têm canais cercados por portões por todos os lados. Isto reduzirá o vazamento, mas os canais também podem ser ampliados, o que aumenta o desempenho. Alternativamente, os canais podem ser reduzidos para otimizar o custo de energia.

Tanto o N3 quanto o N2 oferecerão aumentos consideráveis ​​de desempenho em comparação com o atual N5, e todos eles oferecem a opção de equilibrar o consumo de energia com o desempenho por watt. Como exemplo (compartilhado pela primeira vez por Ferragens do Tom), comparando o N3 com o N5 obtém um ganho de até 15% no desempenho bruto e uma redução de energia de até 30% quando usado na mesma frequência. A N3E levará esses números ainda mais longe, até 18% e 34%, respectivamente.

Agora, é no N2 que as coisas começam a ficar emocionantes. Podemos esperar um aumento de desempenho de até 15% quando usado com o mesmo consumo de energia do nó N3E, e se o a frequência for reduzida aos níveis fornecidos pelo N3E, o N2 fornecerá uma potência até 30% menor consumo.

Onde o N2 será usado? Provavelmente chegará a todos os tipos de chips, desde sistemas móveis em um chip (SoCs), avançados placas gráficase processadores igualmente avançados. A TSMC mencionou que um dos recursos do processo de 2 nm é a “integração de chip”. Isso implica que muitos fabricantes podem usar o N2 para utilizar pacotes multi-chiplet para incluir ainda mais potência em seus salgadinhos.

Nós de processo menores nunca são uma coisa ruim. O N2, quando chegar, oferecerá alto desempenho para todos os tipos de hardware, incluindo o melhores CPUs e GPU, ao mesmo tempo que otimiza o consumo de energia e as térmicas. Porém, até que isso aconteça, teremos que esperar. A TSMC não iniciará a produção em massa até 2025, portanto, realisticamente, é improvável que vejamos dispositivos baseados em 2nm entrando no mercado antes de 2026.

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