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O que significam os nanômetros em processadores? [Litografia]

Saiba o que significam os nanômetros em processadores e como essa unidade de medida é importante no desempenho e economia de energia do componente

Wagner Pedro Por

Quando uma fabricante de processadores anuncia um novo produto, muitas pessoas procuram logo saber dos nanômetros, identificados pela sigla nm. Essa medida tem um papel importante no desempenho geral do componente, seja em computadores ou dispositivos móveis. Abaixo, vou te explicar o que significam os nanômetros em processadores.

Processador visto de perto (Imagem: TobiasD/Pixabay)
Processador visto de perto (Imagem: TobiasD/Pixabay)

Nanômetro (nm) é uma unidade de medida padronizada pelo Sistema Internacional, sendo usada para expressar dimensões na escala microscópica. Um único nanômetro equivale a um bilionésimo de 1 metro, o mesmo que 0,000000001 m em escala numérica.

Em termos de comparação, uma folha de papel tem, normalmente, 100 nanômetros de espessura, enquanto que um fio de cabelo humano tem entre 80.000 e 100.000 nm. O vírus da gripe, por exemplo, tem em torno de 30 nm de diâmetro.

Portanto, os nanômetros são usados para identificar o tamanho de coisas muito pequenas, difíceis (ou impossíveis) de serem vistas a olho nu.

Qual o papel dos nanômetros em processadores?

Quando falamos que um processador tem 7 nanômetros, por exemplo, significa que, em seu interior, a distância entre os terminais dos transistores mede exatamente 7 nanômetros.

É extremamente importante que essa distância seja a menor possível. Isso porque dentro de um processador há bilhões de transistores que são responsáveis pelo processamento de dados, funcionando basicamente como chaves: podem estar abertas para liberar energia ou fechadas para impedir o fluxo de carga.

Macro de um processador (Imagem: Jeremy Bezanger/Unsplash)
Macro de um processador (Imagem: Jeremy Bezanger/Unsplash)

Os processadores já são pequenos, com transistores ainda menores, então quanto menor for a distância entre os componentes melhor será o desempenho, pois haverá mais espaço livre para inserir outros milhões de transistores sem precisar criar um modelo maior. É importante ressaltar que as fabricantes evitam chips grandes porque, normalmente, eles tendem a apresentar problemas térmicos.

Além de desempenho, uma escala menor de nanômetros também oferece uma melhor economia de energia, já que a distância entre os elétrons fica mais curta e há menor resistência. Ou seja, um processador de 7 nm, por exemplo, consegue ser mais poderoso e eficiente em termos de consumo elétrico que um de 10 nm.

Onde chegamos? É possível evoluir mais?

Para se ter uma ideia, em 1987 era comum a produção de processadores com arquitetura de 800 nm. Anos depois, mais precisamente em 2001, a indústria já entregava chips baseados em 130 nm.

Em 2018, vimos um salto ainda maior: a TSMC, uma das maiores fabricantes do setor, iniciou a construção de uma fábrica capaz de fazer chips de 5 nm. Essa taxa é usada em modelos topo de linha da Qualcomm e da Apple, como o Snapdragon 888 e o A15 Bionic, respectivamente.

Buscando evoluir ainda mais, a própria TSMC já anunciou que tem planos para desenvolver processadores de 3 nanômetros. A empresa promete um aumento de desempenho entre 10% a 15% em comparação ao processo de 5 nm, além de uma melhora no consumo de energia de 30%.

Fábrica da TSMC (Imagem: Divulgação/TSMC)
Fábrica da TSMC (Imagem: Divulgação/TSMC)

Apesar de ser uma boa notícia, essa diminuição não deve acontecer infinitamente, já que, em algum momento, a distância entre os transistores será tão pequena que se aproximará perigosamente das dimensões físicas de átomos. Se isso acontecer, as leis da física mudam para as leis quânticas, eliminando muitos aspectos da eletricidade e resistência que comentei anteriormente.

No entanto, a indústria está em constante evolução, especialmente o setor de fabricação de chips. Por isso, só o tempo dirá quantos nanômetros ainda poderão ser reduzidos na criação de um novo processador. Independentemente do valor, haverá muitos benefícios, tanto para dispositivos móveis (celulares e tablets) quanto para computadores.

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Fábio Moser (@Fabio_Moser)

Muito interessante isso. Adoro matérias assim!