Ожидается, что позднее в этом году собственные чипы Apple перейдут на 3-нм техпроцесс, технологию производства следующего поколения. Но что именно означает этот улучшенный процесс для чипов следующего поколения компании?

Производство полупроводников — это процесс, используемый для создания чипов. «Узел» техпроцесса, говоря простыми словами, представляет собой меру наименьшего возможного размера, используемого в производстве, измеряемого в нанометрах (нм). Узел чипа помогает определить плотность транзисторов, а также его стоимость, производительность и эффективность.

Связь с фактическими физическими размерами стала нечеткой в последние годы, поскольку прогресс замедлился, а маркетинг стал более важным, но это по-прежнему в общих чертах обозначает, насколько продвинута технология чипов.

Какие узлы сейчас использует Apple?

Apple совершила последний крупный скачок в производственном процессе в 2020 году, когда перешла на 5-нм техпроцесс TSMC с чипами A14 Bionic и M1. Некоторые чипы, такие как S6, S7 и S8 в Apple Watch, продолжали использовать 7-нм производственный процесс, потому что они основаны на A13 Bionic — последнем 7-нм чипе Apple, разработанном для iPhone.

В прошлом году Apple представила чип A16 Bionic вместе с ‌iPhone‌ 14 Pro и ‌iPhone‌ 14 Pro Max. Apple утверждает, что это 4-нм чип, поскольку он использует техпроцесс TSMC «N4», но на самом деле он изготовлен по улучшенной версии 5-нм техпроцессов TSMC N5 и N5P.

Что принесёт 3-нм техпроцесс?

Как минимум, 3-нм техпроцесс должен обеспечить самый большой скачок производительности и эффективности для чипов Apple с 2020 года. Увеличенное количество транзисторов, ставшее возможным благодаря 3-нм, позволяет чипу выполнять больше задач одновременно и с более высокой скоростью, потребляя при этом меньше энергии.

Технология производства следующего поколения позволяет чипам потреблять до 35 процентов меньше энергии, обеспечивая при этом лучшую производительность по сравнению с 5-нм техпроцессом, который Apple использовала для всех своих чипов серий A и M с 2020 года.

3-нм чипы также могут обеспечить более совершенное специализированное аппаратное обеспечение. Например, 3-нм чип потенциально может поддерживать более сложные задачи искусственного интеллекта и машинного обучения, а также более продвинутые графические возможности.

По слухам, Apple разработала новый процессор с возможностями трассировки лучей для A16 Bionic, но отказалась от этой технологии на поздних стадиях процесса разработки A15 Bionic, вернувшись к процессору от A15 Bionic. Таким образом, встроенная поддержка трассировки лучей в первых 3-нм чипах кажется весьма вероятной.

Стоит отметить, что переход на меньший размер чипа также может представлять некоторые проблемы, такие как повышенная плотность мощности, тепловыделение и сложность производства. Это одна из причин, почему крупные скачки в производственных процессах происходят всё реже.

По данным издания «The Information», будущие чипы Apple Silicon, построенные по 3-нм техпроцессу, будут включать до четырех кристаллов, что позволит поддерживать до 40 вычислительных ядер. Чип M2 имеет 10-ядерный процессор, а ‌M2‌ Pro и Max — 12-ядерные процессоры, поэтому 3-нм техпроцесс может значительно повысить многоядерную производительность.

Когда появятся первые 3-нм чипы?

TSMC наращивает тестирование 3-нм производства с 2021 года, но в этом году технология, как ожидается, станет достаточно зрелой, чтобы быть коммерчески жизнеспособной. TSMC, как ожидается, начнет полномасштабное коммерческое производство 3-нм чипов в четвертом квартале 2022 года. Считается, что график производства идет по плану.

Считается, что заказ Apple на 3-нм чипы настолько велик, что он занимает всю производственную мощность TSMC для этого узла в текущем году. Недавние отчеты предполагают, что поставщик испытывает трудности с производством достаточного количества 3-нм чипов для удовлетворения спроса на предстоящие устройства Apple.

Аналитики считают, что TSMC испытывает проблемы с инструментами и выходом годных чипов, что влияет на наращивание объемов производства новой технологии. Есть вероятность, что некоторые устройства M3 могут быть немного задержаны из-за этих проблем, но кажется маловероятным, что Apple захочет отложить запуск моделей A17 Bionic и iPhone 15 Pro.

Как только производство 3-нм чипов будет хорошо налажено, TSMC перейдет к 2-нм. Ожидается, что производство на 2-нм узле начнется в 2025 году.

Какие будущие устройства будут оснащены 3-нм чипами Apple Silicon?

В этом году, по слухам, Apple представит как минимум два чипа, произведенных по 3-нм техпроцессу TSMC: A17 Bionic и чип M3. Первыми устройствами, содержащими A17 Bionic, вероятно, станут ‌iPhone 15‌ Pro и ‌iPhone 15‌ Pro Max, которые, как ожидается, будут выпущены осенью.

Ожидается, что первые устройства с чипом M3 будут включать обновленный 13-дюймовый MacBook Air, 24-дюймовый iMac и iPad Pro. ‌iPhone 15‌ Pro и ‌iPhone 15‌ Pro Max — единственные устройства, которые, по слухам, будут содержать чип A17 Bionic, но он, вероятно, появится в iPhone 16 и ‌iPhone 16‌ Plus в следующем году, а также, возможно, в других устройствах, таких как iPad mini и Apple TV в последующие годы.

Apple работает над несколькими чипами M3 под кодовыми названиями Ibiza, Lobos и Palma. Заглядывая дальше, аналитик Apple Минг-Чи Куо считает, что новые 14- и 16-дюймовые модели MacBook Pro, которые выйдут в 2024 году, будут оснащены чипами M3 Pro и ‌M3‌ Max.