Por que os processadores têm cada vez menos nanômetros?

Os computadores evoluíram muito nas últimas décadas. Do surgimento dos primeiros modelos do Intel 80386 — lá na década de 1980 — para a atual geração de chips Intel Core, tivemos uma redução absurda no tamanho dos componentes e um salto gigantesco em performance.

Pensando somente nos computadores pessoais, é de ficar boquiaberto com a mudança nos processos de fabricação. Um dos grandes diferenciais nesse ponto foi o modo como as CPUs tiveram uma redução em nanômetros.

Lá em 1980, os processadores 386 (na imagem abaixo) eram produzidos com litografia de 1 micrômetro, o que equivale a mil nanômetros. Hoje, os chips Intel Core de sétima geração são fabricados com tecnologia de 14 nanômetros, aí é só fazer as contas para ver como isso representa uma redução fantástica.

Falando assim, tudo parece muito lindo e mágico, mas, afinal de contas, o que são esses nanômetros? Por que os processadores tiveram tal característica alterada? Quais as vantagens nesse avanço do processo de litografia?

O que são nanômetros?

Primeiro, precisamos entender o que são nanômetros, já que, entre tantas especificações, fica difícil compreender o significado desse item apenas pelo nome. A verdade é que, diferente de tantos dados referentes aos componentes principais do processador, a informação em nanômetros visa apenas informar o processo de litografia (o processo de desenho dos chips no wafer de silício).

É importante ressaltar que, ao contrário do que muitos imaginam, a informação em nanômetros não indica o tamanho de um transistor. Outra informação enganosa propagada pela internet sugere que esse dado faz referência à distância entre dois transistores ou mesmo ao tamanho da porta (gate) do transistor.

Ainda que, em determinados momentos da história, essa medida tenha tido conotações variadas, a atual definição faz referência à precisão no processo de fabricação. Assim, esse número serve para indicar a exatidão na gravação do wafer de silício, sendo que ele também serve como indicação da estrutura mais fina entre dois pontos paralelos de um transistor.

As vantagens de reduzir os nanômetros

Apesar de a definição ser um tanto complexa, já que essa medida em nanômetros nem sempre é fácil de identificar nas estruturas de um processador, essa especificação é bastante fácil de compreender quando tratamos de inovação e diferenças entre gerações.

Basicamente, quando uma fabricante muda seu processo de fabricação e adota um padrão de litografia menor, isso significa que os transistores dentro do processador realmente serão menores, assim como seus subcomponentes.

Na prática, essa redução no tamanho dos transistores possibilita a inclusão de mais componentes em uma mesma área. Pois bem, considerando que o aumento em desempenho geralmente se dá pelo acréscimo de transistores, fica evidente que, ao usar um processo de menor litografia, é possível obter mais desempenho.

Além dessa questão de performance, a mudança no processo de fabricação ainda permite criar chips mais econômicos e eficientes. Com a possibilidade de trabalhar com componentes menores e incluir mais peças em uma mesma área, as fabricantes podem melhorar a arquitetura e projetar os processadores para realizar as tarefas com menos energia e mais velocidade.

A diminuição nos nanômetros ainda possibilitou a criação de processadores menores, os quais foram de suma importância para o avanço no segmento mobile. As CPUs presentes em celulares e tablets, por exemplo, são muito menores do que as que são projetadas para computadores, mas ainda contam com uma infinidade de componentes e podem realizar tarefas muito complexas.

É graças também a esse avanço na litografia que existem processadores que trabalham de forma mais “fria”. Com a possibilidade de incluir mais transistores, as marcas podem criar projetos que operam com frequências mais baixas (mas ainda eficientes por contarem com arquiteturas robustas e uma quantidade surpreendente de peças que aceleram os cálculos), o que resulta em uma regulagem melhor na temperatura.

Enfim, como você pode perceber pelos pontos acima, a diminuição nos nanômetros só tem benefícios, tanto para a indústria, que pode continuar evoluindo, quanto para o consumidor, que desfruta de produtos cada vez mais poderosos e eficientes. Agora, você já sabe como é possível que o seu celular seja tão rápido e faça tanta coisa. Obrigado, tecnologia!