Transistor akan terus dikecilkan

Procesor memiliki transistor, smartphone procesor juga mengunakan transistor, sampai VGA GPU memiliki bagian transistor.

Ukuran transitor diperkecil sampai sangat kecil, bahkan lebih kecil dari rambut manusia.

Lalu sampai kapan teknologi mampu memperkecil transistor. Sepertinya belum.

Ketika procesor Intel memperkecil ukuran transitor, masih berbicara milimeter, dan terus berlanjut sampai saat ini menjadi nanometer.
GPU chip atau grafik card dikecilkan ke 7nm.
Procesor smartphone lebih cepat dengan 6 nm dan kedepan 5nm, dan terus dibuat lebih tipis dan rapat.

Pengembangan chip memunculkan transitor 3D seperti NAND Flash 3D. Dan memory HBM dengan sistem stack atau tumpuk 3D.

Kecepatan transitor dengan ukuran kecil menjadi lebih cepat.
Ukuran transitor lebih kecil membuat pemakaian power lebih hemat. Termasuk RAM juga diperkecil dan pengunaan power memory modul DDR3 turun dari 1,8V ke 1,35V. Dan DDR4 mengunakan power lebih rendah dan tahun 2022 mendatang dengan DDR5 hanya 1.1V

Hukum Moore mengatakan suatu hari nanti transistor tidak dapat diperkecil lagi. Berdasarkan data The Semiconductor Industry Association, roadmap teknologi transistor akan berhenti dikecilkan pada tahun 2021. Tetapi itu baru perkiraan.

TSMC pabrik chip masih mengembangkan chip 5nm atau lebih kecil lagi. Diperkirakan dapat diproduksi masal pada tahun 2022.
Samsung mengunakan teknologi 5nm
Intel menunggu pabrik selesai, sementara hanya 10nm untuk procesor.

Dapat dilihat dari laporan di tahun 2013 dan data terakhir untuk rencana tahun 2015 akan tetap mengunakan 10nm.

Walau ditahun 2018 teknologi kerapatan chip tidak banyak berubah, dan 10nm baru tampil tahun 2016 sampai 2017.

Perkembangan masih berlanjut setelah CPU smartphone dan procesor AMD mengunakan 7nm.
Snapdragon 888 mengunakan teknologi 5nm dari pabrikan Samsung.
Tahun 2021 Snapdragon akan mengunakan teknologi N5 dari pabrikan TSMC.

Teknologi NAND Flash chip untuk storage

Rencananya, teknologi akan pindah ke bentuk 3D dan tidak memfokus pengecilan transistor. Teknologi chip dengan 3D transistor akan semakin rumit. Tapi tidak diketahui seperti apa kemampuan teknologi 3D nantinya. Seperti kasus Samsung dengan chip 3D TLC sempat disebutkan tidak sebaik MLC. Nyatanya kemampuan chip storage dengan chip sama baiknya antara chip TLC dan MLC.
Perkiraan teknologi NAND Flash akan dikembangkan ke 3D TLC sudah diumumkan tahun 2013. Dan sekarang sudah menjadi kenyataan, industri chip memiliki chip TLC yang lebih ekonomis
Berlanjut ke QLC dengan chip lebih padat dan dapat menampung data lebih besar.

50 tahun insinyur mengecilkan transistor, mungkin 4-5 tahun lagi akan berhenti dikecilkan. Karena lebih baik membuat teknologi chip dengan 3D yang lebih ekonomis. Chip mungkin tetap dibuat lebih kecil, tapi produsen chip lebih memilih untuk menumpuk chip dalam bentuk 3D.

Mengapa disain chip mulai melihat teknologi 3D dibanding mengecilkan transistor
Kepadatan procesor dengan miliran transistor yang dikecilkan menjadi CPU dan Core CPU tidak memperbaiki kemampuan komputasi atau perhitungan di chip.
Pengecilan transistor pada awalnya dikembangkan sangat cepat, tapi mulai mengunakan logam lain dengan jumper kawat kecil di dalam procesor.

Di era 1990an, procesor dengan transistor yang dikecilkan berarti mempercepat kinerja procesor. Tapi di pertengahan 1990an, lapisan logam ditambahkan seperti kawat kecil sampai menambah jumlah transistor dalam sekeping chip.

Insinyur harus mendesain ulang microarssitek chip untuk meningkatkan kinerja procesor. 10 tahun kemudian, kepadatan procesor semakin tinggi sehingga terjadi panas dan membuat clock procesor menjadi terbatas.

Akhirnya produsen mulai membuat chip dengan multi core seperti dual core, quad core dan lainnya.
Tahun 2005 chip yang diperkecil akhirnya runtuh, dengan jumlah transistor semakin banyak tapi tidak jauh lebih baik dibanding generasi sebelumnya.

7nm dan 6 nm tahun 2019 2020.
Qualcomm telah mengkonfirmasi membuat procesor mobile dengan proses pembuatan 7nm.
Tahun 2018 produksi chip procesor Intel baru mencapai kerapatan 10nm. Itupun masih terbatas untuk procesor Notebook
Hanya AMD yang berani menawarkan 7nm, karena AMD tidak memiliki pabrik dan meminta bantuan pabrik chip TSMC untuk membuat procesor mereka.

Dengan teknologi 7nm membuat sebuah chip semakin kecil, dan daya power lebih efisien. Masalah, biaya produksi semakin mahal. Demikian juga disain chip sendiri, kadang produksinya menjadi terbatas.

Peralihan mencetak chip 7nm memerlukan penyinaran EUV Extreme Ultraviolet Lithography seperti pabrik milik Samsung.
Teknologi baru tersebut menjadi tanda besar, setidaknya menuju ke generasi 5nm dalam beberapa tahun setelah 7nm digunakan

Kendala industri, perusahan pembuat chip Global Foundries mengumumkan tidak masuk ke 7nm karena biaya tinggi.
Memilih menyempurnakan ke teknologi 12nm, dan memproduksi chip 14nm.
Samsung akan pindah ke 7nm dengan teknologi EUV.
TSMC siap dengan produksi chip 7nm, mengunakan gelombang 193nm yang sudah ada. Sebelum memperkenalkan 7ff +EUV untuk 2019. Tapi pabrik TSMC di tahun 2019 sedang super sibuk membuat procesor untuk smartphone, khususnya model kelas high end.

Pabrikan seperti AMD, Apple, HiSilicon dan Qualcomm sibuk mengamankan penawaran untuk produksi CPU baik mobile procesor, notebook atau procesor computer desktop.

Qualcomm bekerja sama dengan Samsung,  juga meminta ke TSMC untuk membantu memproduksi chip procesor smartphone.
Huawei HiSilicon divisi produksi procesor KIrin. Setidaknya berinvestasi 300 juta dollar untuk pengembangan 7nm untuk pabriknya sendiri dan procesor siap di tahun 2020..
Samsung dengan Exynos 7nm masih terus dikebut. Bila jadi bisa saja chip Snapdragon 7nm muncul walau tidak jelas kemampuan jumlah chip yang dapat diproduksi.

Tahun 2019 banyak perubahan teknologi chip mobile. Walau tidak pasti apakah pabrik pembuat chip mampu memproduksi 7nm dengan jumlah besar ?

Tahun 2020 procesor AMD dan Qualcomm Snapdragon dapat memanfaatkan teknologi 7 dan 6 nm

Agustus 2021 AMD Ryzen 7 5800G untuk dijual bebas, memiliki 8 core CPU.
Sebelumnya diberikan untuk OEM atau builder PC saja selama 4 bulan terakhir.
Walau sudah di produksi dengan teknologi 7nm, Itupun AMD tidak dapat memasukan semuanya.
AMD mengurangi Cache memory procesor untuk mengamankan ruang unit GPU internal di dalam CPU.

4nm Tahun 2021
Setelah procesor Snapdragon 888 diproduksi oleh pabrik Samsung, sudah mengunakan teknologi 5nm.

Pabrik TSMC menyiapkan N4 atau 4nm untuk produksi procesor mobile, dan jadwal tampil tahun 2021

3nm Tahun  2022.
Persiapkan ke N3 atau 3nm
Chip 3nm diproduksi pertama untuk procesor Apple. Dibuat dari pabrik TSMC. Disusul pabrik Samsung Semicon

Bagaimana dengan 10 tahun kedepan. Kerapatan procesor akan tetap dikecilkan disebut akan diperkecil ke 2nm pada tahun 2024, dan dalam rencanya akan sangat kecil mencapai 1,5nm. Tapi itu masih rencana.

Intel Rocket Lake Refresh CPU Binning dibuat dengan silikon pilihan. Chip Binning adalah istilah dalam menyeleksi sebuah procesor terbaik. Chip GPU juga sama, memiliki chip pilihan yang ditawarkan produsen VGA. Kabar baru RTX 4080 yang catat turun ke RTX 4070

Western Digital mengumumkan mitra pertama yang mendapatkan chip NAND BiCS 4 dengan 96 layer. Tahun 2020 akan diproduksi tipe BICS5 yang lebih kecil, lebih murah dan lebih cepat. Harga chip NAND dapat diturunkan lebih terjangkau.

Harddisk ePMR bertahan sebelum diganti sepenuhnya dengan teknologi storage baru MAMR dan HAMR. Kapasitas harddisk 18TB atau 20TB. HAMR tahun 2018 mulai dari 18TB. Seagate siap dengan harddisk HAMR pertama memundukan jadwal teknologi harddisk HAMR. Seagate telah mencapai  kerapatan 3TB di satu plat harddisk. WD mengatakan MAMR lebih murah

2004 perangkat Switch Hub mampu mendistribusi jaringan computer agar bekerja lebih efisien. Tapi perangkat tersebut mencapai $5000, 10 tahun lebih berlalu harga switch hub semakin murah. Mampu menangani trafik data lebih efisien dalam jaringan puluhan computer.