Evolução dos processadores

Estamos tão acostumados a pensar nos processadores como sendo o “cérebro” da máquina que, às vezes, nem lembramos que eles também possuem um “órgão vital” em seu interior. Esse componente é o die, um pequeno chip que contém o circuito principal da CPU.

Cabendo na ponta do dedo indicador, o die possui circuitos tão pequenos que requerem uma técnica especial de fabricação. 

Parte desse processo consiste na fabricação dos circuitos integrados do die, que se dá por meio de uma técnica conhecida como fotolitografia. Grosso modo, o diagrama de circuitos do processador é “projetado” por luz ultravioleta sobre uma lente. Essa lente, responsável por reduzir drasticamente o tamanho do diagrama, direciona a projeção para o die. A superfície do chip, coberta por um material fotorresistente, retém, então, a imagem dos circuitos.

Com o passar do tempo, essa técnica evoluiu e o ser humano foi capaz de produzir componentes cada vez menores, equiparando-os ao tamanho de vírus e de partes minúsculas de bactérias. Por isso, essa técnica de fabricação possui uma nomenclatura especial e que define, de certa forma, a geração em que ela se encontra.

O que significa ter um processador de 45 nm?

Teoricamente, esse número diz respeito ao tamanho da menor linha encontrada no circuito principal do processador. A primeira geração de microprocessadores, por exemplo, foi construída usando uma técnica de 10 µm. Sendo assim, a menor linha do circuito do Intel 4004 seria um pouco maior do que uma hemácia (glóbulo vermelho).

Vale a pena lembrar que os processadores são compostos por milhões de transistores, espécie de controladores que liberam ou amplificam um sinal elétrico. 

Na prática, a nomenclatura da técnica de fabricação também define a largura de uma das “perninhas” desses minúsculos transistores. Mais precisamente, ela diz respeito à comporta (gate) do transistor, que pode influenciar, entre outras coisas, a velocidade do componente e o quão perto eles podem ficar uns dos outros.

Porém, com o passar do tempo, essa nomenclatura deixou de ser tão precisa. Por mais que a técnica de 350 nm, por exemplo, produzisse componentes de 380 nm, engenheiros de processo conseguiam aplicar alguns truques à arquitetura para que os circuitos funcionassem como se tivessem 350 nm.

Hoje, com algumas exceções, essa nomenclatura voltou a indicar com mais precisão o tamanho dos componentes (normalmente, a largura da comporta de um transistor). No geral, com a evolução da técnica de produção, os processadores ficam mais rápidos e ganham mais componentes, além de esquentarem menos e consumirem menos energia.

Com qual técnica minha CPU foi criada?

Existe uma maneira muito prática de descobrir a técnica de produção empregada no processador de uma máquina. Basta instalar o software CPU-Z, que também fornece detalhes sobre a memória e placa-mãe do computador. Ao executá-lo, selecione a aba “CPU” e confira o valor do campo “Technology”, expresso em nanômetros.

Prático, não?