Kommende Apple-Chips: TSMCs 3-nm-Umstellung auf dem besten Weg

Die Gründe für Apples rasante Fortschritte im Prozessormarkt liegen nicht allein im eigenen Einfallsreichtum und Entwicklungsgeschick, sondern auch im Fertigungskönnen des Partners TSMC begründet. Dieser setzte in den vergangenen Jahren mit beeindruckender Zuverlässigkeit eine Strukturbreiten-Reduzierung nach der anderen um und ermöglicht es damit Herstellern, leistungsfähigere Chips zu entwerfen. Um die Dimensionen einmal zu verdeutlichen, über die wir momentan sprechen: In den Anfangsjahren von MacTechNews (2002/2003) scheiterte die gesamte Chip-Branche gerade an den Plänen, schnell von 130 nm auf 90 nm umzustellen, 18 Jahre später treibt TSMC nun den Übergang von 7 nm (A13) und 5 nm auf 3 nm voran. Je kleiner die Strukturbreite, desto mehr Transistoren lassen sich auf der gleichen Fläche unterbringen – effizientere Chips sind die Folge.


TSMC-Offizieller bestätigt Zeitplan
Beim A14-Chip, der wohl im Herbst sein Debüt im iPhone 12 gibt, gilt eine Strukturbreite von 5 nm als sicher. Der A15 setzt den bisherigen Informationen zufolge auch auf 5 nm, mit dem A16 des Jahres 2022 könnte dann aber schon der Umstieg auf 3 nm erfolgen. Nachdem es im Juni bereits hieß, TSMC könnte in wenigen Monaten mit der Vorserien-Fertigung der 3-nm-Chips beginnen, soll es bald die Bestätigung geben. Das chinesische Fachmagazin MyDrivers zitiert einen TSMC-Offiziellen, der sich zuversichtlich zeigt. Demnach beginnt die "Risiko-Produktion" tatsächlich wie vermutet im nächsten Jahr – und das Ziel laute "Marktreife 2022".

Mehr Performance – selbst bei gleicher Architektur
Rein rechnerisch ermöglicht die neuerliche Reduzierung bis zu 15 Prozent mehr Performance und rund 20 Prozent niedrigeren Energiebedarf – selbst wenn man an der Prozessor-Architektur nichts ändert. Genauso wie beim A14 schon rein aus fertigungstechnischen Gründen mit einem deutlichen Performance-Sprung zu rechnen ist, dürfte es zwei Jahre später also erneut Schützenhilfe durch den Prozessor-Lieferanten geben. Angesichts der im Juni verkündeten Pläne, auch den Mac auf hauseigene Prozessoren umzustellen, haben die Produktpläne von TSMC nun noch größere Bedeutung für die Apple-Welt, denn immerhin setzen in nicht mehr allzu ferner Zukunft alle Apple-Geräte auf TSMC-Chips.

Kommentare

Scrembol
Scrembol20.07.20 10:11
Ich bin gespannt wie Apple die Fortschritte weitertreiben will, wenn erstmal das physikalische Minimum in der Prozessorfertigung erreicht ist.
Mein Album WAY HOME - Eric Zobel ab sofort streamen! iTunes, YouTube, Spotify uvm.
+1
macStefan20.07.20 10:14
Interessant wird, ob Apple dann zu diesem Zeitpunkt auch das hauseigene 5G-Modem an den Start gebracht hat. Qualcomm hängt ja bei den Modems gerne mal einen Node hinterher, aber wenn Apple das Modem in den eigenen Chip integriert ist es auch immer auf dem neusten Fertigungsprozess. Da dürfte dann durchaus noch mal etwas zusätzliche Batterielaufzeit drin sein.
+3
Metty
Metty20.07.20 10:15
Scrembol
Ich bin gespannt wie Apple die Fortschritte weitertreiben will, wenn erstmal das physikalische Minimum in der Prozessorfertigung erreicht ist.
Das physikalische Minimum in der Prozessorfertigung liegt bei 1000nm ... hat man mir während meines Infomatikstudiums vor vielen Jahren erzählt. Was aktuell stattfindet liegt jenseits meiner Vorstellungskraft. Ich glaube niemanden mehr, der behauptet zu wissen wo die Grenzen für Speicher, Prozessoren oder Übertragungsgeschwindigkeiten liegen, denn ein paar Jahre später wurden alle eines Besseren belehrt.
Den letzten Prozessor, den ich noch komplett verstanden habe war ein Zilog Z80. Mein Gott bin ich alt geworden.
+26
HerrDerSpiele20.07.20 10:37
Den letzten Prozessor, den ich noch komplett verstanden habe war ein Zilog Z80. Mein Gott bin ich alt geworden.
Ich kann mich an den 6502 im Apple II erinnern. Den kannte ich auswendig
+6
wicki
wicki20.07.20 10:44
Metty
Den letzten Prozessor, den ich noch komplett verstanden habe war ein Zilog Z80. Mein Gott bin ich alt geworden.

Metty, tröste Dich, es liegt nicht an Deinem Alter sondern an der Komplexität der CPUs. 8-Bit-CPUs waren im Prinzip von einem einzigen Menschen komplett "verstehbar", heutige 64-Bit Multi-Milliarden-Transistor-CPUs sind es nicht mehr. Einzelne Menschen verstehen davon nur noch extreme kleine Teilbereiche, der Rest ist Teamwork und spezielle Software, die das ganze zusammenhält.
+8
Dante Anita20.07.20 11:59
Bis Intel einen 7nm Prozessor in ausreichender Stückzahl liefern kann, arbeitet TSMC schon am Pikometer-Bereich. 🔍

Solange Elektonen noch durchpassen und sich gegenseitig im Wirkungsbereich nicht beeinflussen geht da sicher noch was.
0
Colonel Panic
Colonel Panic20.07.20 12:00
Die Nanometer-Zahlen sind mittlerweile nur noch Marketing-Angaben:


In der Tabelle sieht man zum Beispiel, dass Intels 10-nm-Prozess eine höhere Transistordichte hat als TSMCs 7-nm-Prozess.
+4
nane
nane20.07.20 12:19
Das Tempo bei steigender Anzahl von Transistoren und schrumpfender Strukturbreite ist schlicht atemberaubend. Die Ingenieure von TSMC scheinen die Physik und die dahinter stehende Mathematik beim Chipdesign wohl ziemlich gut im Griff zu haben. Hut ab vor so einer Leistung.

Anscheinend setzt Apple hier voll aufs richtige Pferd. Die kommenden ARM Macs scheinen ja wahre Wunderkisten zu werden. Wieder einmal
Das Leben ist ein langer Traum an dessen Ende kein Wecker klingelt.
+1
Wiesi
Wiesi20.07.20 12:39
Interessant ist, ob es für die 3 nm Fertigung noch eine zweite Quelle gibt.
Everything should be as simple as possible, but not simpler
+3
subjore20.07.20 12:57
Colonel Panic
Die Nanometer-Zahlen sind mittlerweile nur noch Marketing-Angaben:


In der Tabelle sieht man zum Beispiel, dass Intels 10-nm-Prozess eine höhere Transistordichte hat als TSMCs 7-nm-Prozess.

Wobei 7nm FF der Prozess vom A12 Prozessor war. Und Intel ist ja immer noch dabei die 10 nm vollends zu meistern. Also mittlerweile ist TMSC vorbeigezogen.

Ich hab mal gehört dass es ab 10nm physikalischen Abstand der Leiterbahnen Probleme mit Tunnel Effekten geben wird. Die werden lösbar sein, aber ab da wird der Fortschritt deutlich langsamer werden.
Wir sind da laut deiner Quelle derzeit bei 30 bis 40 nm, also ist noch einiges an Verbesserung möglich.
Die Grenze wird vielleicht so um 2030 bis 2035 erreicht werden.
Eventuell hat man dann bereits ein neues Material und baut die Transistoren nicht mehr aus Silizium.
+1
Bodo_von_Greif20.07.20 12:58
Ich selbst hatte es vor ein paar Jahrzehnten für unmöglich gehalten dass ein Computer ordentlich Schach spielen wird...

Genauso wurde erzählt dass bei 100 MHz bei Silizium Schluss wäre...

So, und jetzt Finger hoch:

Wer hat Quantenverschränkung verstanden?

Schöne Grüsse,

Bodo
[x] nail here for new monitor
+1
Steffen Stellen20.07.20 13:20
nane
...
Anscheinend setzt Apple hier voll aufs richtige Pferd. Die kommenden ARM Macs scheinen ja wahre Wunderkisten zu werden. Wieder einmal
Das ist schon richtig. Allerdings muss man sich auch klar machen, dass TSMC damit ziemlich allein auf weiter Flur ist. Das bedeutet eben auch eine ziemlich starke Abhängigkeit und das ist bekanntlich eigentlich nicht so sehr in Apples Sinn. Die große Unabhängigkeit hat Apple nur beim Chipdesign, nicht bei der Fabrikation. Ich würde sagen den Laden kann man mal kaufen.
+1
RyanTedder
RyanTedder20.07.20 18:02
Ist mir völlig egal welche Nanometer erreicht werden. Fakt ist nunmal, das ARM Prozessoren deutlich leistungsfähiger sind und gleichzeitig viel weniger Strom benötigen als die von Intel. Da darf man sich gerne über die Größe streiten.
-2
ssb
ssb20.07.20 19:28
Steffen Stellen
nane
...
Anscheinend setzt Apple hier voll aufs richtige Pferd. Die kommenden ARM Macs scheinen ja wahre Wunderkisten zu werden. Wieder einmal
Das ist schon richtig. Allerdings muss man sich auch klar machen, dass TSMC damit ziemlich allein auf weiter Flur ist. Das bedeutet eben auch eine ziemlich starke Abhängigkeit und das ist bekanntlich eigentlich nicht so sehr in Apples Sinn. Die große Unabhängigkeit hat Apple nur beim Chipdesign, nicht bei der Fabrikation. Ich würde sagen den Laden kann man mal kaufen.

Meines Wissens (habe ich bei MTN gelesen) hat Apple große Mengen Geld an TSMC gezahlt, damit diese in relativ kurzer Zeit zu Intel aufschließen können (vorbei ziehen ist scheinbar nicht 100% klar). Daher gehe ich davon aus, dass Apple bereits große Anteile an TSMC hält oder Zugriff auf die Technologien hat, die mit ihrem Geld entwickelt wurden.
0
Califa20.07.20 19:31
Ein witziges Logo haben die!
0
piik
piik21.07.20 00:01
Metty
Das physikalische Minimum in der Prozessorfertigung liegt bei 1000nm ...
Aus dem Grund sollte man Informatikern nicht über den Weg trauen - sie sind fachfremd, wenn es um Hardware dieser Art geht. Das ist was für Physiker.
Und ein Physiker hätte auch vor vielen Jahren gewusst, dass das Quatsch ist.
Die Grenze liegt irgendwo da, wo weniger als 5 Atome im Gitter nebeneinander passen, denn so genau kann man nämlich nicht ätzen. Außerdem werden hier die elektrischen Prozesse schon reichlich von Quantenphänomenen gestört.

Zum Rest: TMSCs 7nm-Prozess ist etwa mit Intels 10nm-Technik vergleichbar. Die Konkurrenz schmückt sich gerne mit Zahlen, die etwas gebogen sind, ganz im Sinne von: Wer bietet weniger.
0

Kommentieren

Sie müssen sich einloggen, um die News kommentieren zu können.