3nm Apple Silicon: それは何ですか?なぜ重要ですか?

Appleのカスタムシリコンは今年後半に次世代製造技術である3nmに飛躍すると予想されているが、強化されたプロセスは同社の次世代チップにとって一体何を意味するのだろうか？

半導体製造は、チップを製造するために使用されるプロセスです。プロセスの「ノード」とは、簡単に言うと、製造に使用される最小寸法の尺度であり、単位はナノメートル (nm) です。チップのノードは、トランジスタ密度、コスト、性能、効率を決定するのに役立ちます。

近年は進歩が鈍化し、マーケティングの重要性が高まっているため、実際の物理的寸法との関連性は曖昧になってきていますが、依然としてチップ技術がどれほど進歩しているかを広く示しています。

Apple は現在どのようなノードを使用していますか?

Appleは2020年に最後の大きな製造プロセスのジャンプを行い、A14 Bionicと M1 チップでTSMCの5nmプロセスに移行した。 Apple Watch の S6、S7、S8 などの一部のチップは、 iPhone 用に設計された Apple の最後の 7nm チップである A13 Bionic に基づいているため、引き続き 7nm 製造プロセスを使用しています。

Appleは昨年、 iPhone 14 ProおよびiPhone 14‌ Pro MaxにA16 Bionicチップを導入しました。 AppleはTSMCの「N4」プロセスを使用しているため4nmチップであると主張していますが、実際にはTSMCの5nm N5およびN5Pプロセスの強化版で作られています。

3nmは何をもたらすのでしょうか?

少なくとも、3nm は 2020 年以降、Apple のチップに最大のパフォーマンスと効率の飛躍をもたらすはずです。3nm によって可能になったトランジスタ数の増加により、チップは消費電力を抑えながら、より多くのタスクを同時により高速に実行できるようになります。

次世代の製造技術により、Apple が 2020 年以降すべての A シリーズおよび M シリーズ チップに使用してきた 5nm プロセスと比較して、チップの 消費電力を最大 35% 削減 しながら、より優れたパフォーマンスを実現できます。

3nm チップでは、より高度な専用チップ ハードウェアも可能になる可能性があります。たとえば、3nm チップは、より高度なグラフィックス機能だけでなく、より高度な人工知能や機械学習タスクもサポートできる可能性があります。

AppleはA16 Bionic用にレイトレーシング機能を備えた新しいCPUを開発したと噂されていたが、A15 Bionicの開発プロセスの 後半でその技術を廃棄し 、A15 BionicのCPUに戻った。そのため、最初の 3nm チップでレイ トレーシングがサポートされる可能性は非常に高いと思われます。

より小さなチップ サイズに移行すると、電力密度の増加、発熱、製造の複雑さなど、いくつかの課題が生じる可能性があることにも注意してください。これが、製造プロセスの大幅な飛躍がますます起こらなくなる理由の 1 つです。

The Information によると、3nm プロセスで構築される将来の Apple シリコン チップは 最大 4 つのダイ を備え、最大 40 個のコンピューティング コアをサポートする予定です。 M2 チップには 10 コアの CPU が搭載されており、「M2」Pro と Max には 12 コアの CPU が搭載されているため、3nm はマルチコアのパフォーマンスを大幅に向上させる可能性があります。

最初の 3nm チップはいつ登場しますか?

TSMCは 2021年から 3nm製品のテストを強化しているが、今年はこの技術が商業的に実行可能なほど十分に成熟すると予想されている。 TSMC は 2022 年の第 4 四半期に 3nm チップの商業生産を本格的に開始する予定です。生産スケジュール は予定通りになると思われます 。

Appleの3nmチップの注文は非常に大量であるため、 TSMCの今年のノードの生産能力全体 を占有すると考えられている。最近の報道によると、このサプライヤーは、Apple の今後のデバイスの需要を満たすのに 十分な 3nm チップの生産に苦戦しているよう です。

アナリストらは、TSMCがツールと歩留まりに問題を抱えており、新しいチップ技術の量産化に影響を与えていると考えている。これらの問題により、一部の M3 デバイスが若干遅れる可能性がありますが、Apple が A17 Bionic および iPhone 15 Pro モデルの発売を遅らせたいとは考えにくいようです。

3nmの生産が十分に確立されたら、TSMCは2nmに移行する予定です。 2025 年に 2nm ノードでの生産が開始される予定です。

3nm Apple Siliconチップを搭載する今後のデバイスは何ですか?

今年、AppleはTSMCの3nmプロセスで作られた少なくとも2つのチップ、A17 BionicとM3チップを導入すると広く噂されている。 A17 Bionic を搭載する最初のデバイスは、秋に発売される予定の「iPhone 15 Pro」と「iPhone 15 Pro」Max になる可能性があります。

最初の M3 デバイスには、アップデートされた 13 インチ MacBook Air 、 24 インチ iMac 、および iPad Pro が含まれる予定です。 A17 Bionicチップが搭載されていると噂されているデバイスはiPhone 15 ProとiPhone 15 Pro Maxだけですが、来年には iPhone 16 とiPhone 16 Plusにも搭載される可能性があり、 iPad mini や Apple TV などの他のデバイスにも搭載される可能性があります。今後数年。

Apple は、Ibiza、Lobos、Palma というコードネームで呼ばれる複数の M3 チップの開発に取り組んでいます。さらに先を見据えて、Apple アナリストの ミンチー・クオ氏は、 2024 年に登場する新しい 14 インチおよび 16 インチ MacBook Pro モデルには M3 Pro および「M3」Max チップが搭載されると考えています。