p>ICmasters заглянули под упаковку процессора Apple A14 Bionic. Размер кристалла теперь известен, и составляет он 88 мм². Несмотря на наличие в чипе впечатляющих 11,8 млрд транзисторов, размер кристалла невероятно мал благодаря использованию 5-нм техпроцесса TSMC. Но не всё так однозначно.

Однокристальные системы Apple в прошлом достигали более 90 % теоретической плотности технологических процессов. Показатели этого поколения куда ниже: реальная плотность транзисторов в A14 составляет 78 % по сравнению с теоретической. Несмотря на то, что TSMC заявила об уменьшении кристалла в 1,8 раза для 5-нм норм N5 по сравнению с N7, Apple добилась только 1,49-кратного превосходства над предыдущим поколением по этому показателю.

И это не провал TSMC или Apple. Обе компании являются признанными лидерами соответственно в производстве и разработке полупроводниковых чипов. Проблема в неспособности преобразовать теоретическую плотность в эффективную связана с медленным прекращением масштабирования SRAM. Память типа SRAM широко используется в процессорах: как для регистров, так и для кеша. Джеффри Йип (Geoffrey Yeap) из TSMC утверждает, что это типичная мобильная однокристальная система сегодня состоит на 60 % из логики, на 30 % из SRAM и на 10 % из аналоговых блоков ввода/вывода.

Техпроцесс TSMC N5 отличается от предыдущих норм, показывая признаки замедления масштабирования SRAM. Если логику можно уплотнить в 1,8 раза, то для SRAM этот показатели составил лишь 1,35 раза. И даже эта цифра завышена: в конечном счёте она будет ещё меньше, если учесть другие вспомогательные схемы. SemiAnalysis полагает, что эта тенденция сохранится и с новыми полупроводниковыми нормами.

TSMC и Samsung уже демонстрировали трёхмерную укладку слоёв SRAM, призванную решить проблему плотности, но эта технология — более дорогое решение. Масштабирование затрат резко замедляется. Учитывая, что цена на кремниевые пластины TSMC N5 уже составляет порядка $17 тысяч за одну, ясно, что стоимость транзисторов не упала. Даже если бы масштабирование SRAM продолжалось, стоимость транзисторов все равно осталась бы неизменной при переходе с N7 на N5.