O que é nanômetro?

por | jun 2, 2021 | Tecnologia | 0 Comentários

Você sabe o que é nanômetro? Essa é uma unidade de medida que também pode ser representada através do símbolo “nm”. Sempre que uma nova geração de processadores é anunciada para o público, uma das informações que são reveladas é a de nanômetro. Através dessa medida, é possível compreender como a arquitetura de fabricação do produto nas empresas de semicondutores funciona. 

Mas não é somente isso. Através da medida de nanômetro é possível acompanhar o avanço do mercado quando se trata de miniaturização de tecnologias. Além do mais, quando entendemos sobre esse funcionamento, também é possível entender sobre os avanços dos chips que são utilizados em aparelhos elétricos como computadores, geladeiras, televisores, celulares e etc.

Vamos conferir mais detalhes sobre o que é nanômetro.

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Quanto mede um nanômetro?

O que é nanômetro

Imagem: Nano.gov

Essa unidade de medida é padronizada pelo Sistema Internacional e possui bastante relevância, sendo muito utilizada na indústria de semicondutores. Você sabia que 1 nanômetro é equivalente a um bilionésimo de 1 metro? Esse valor é equivalente a 1×10-9 m em notação científica ou 0,000000001 em escala numérica.

Esse sistema é utilizado para medição em escala microscópica, podendo medir a área do interior de microchips, como: SSDs, GPUs, módulos de memória e processadores. 

Para facilitar o seu entendimento sobre como o nanômetro é pequeno, vamos dar alguns exemplos simples. Uma folha de papel possui aproximadamente 100 nanômetros de espessura, já um fio de cabelo de uma pessoa pode ter entre 80.000 e 100.000 nanômetros de espessura.

O vírus da gripe, por exemplo, terá um valor de 30 nanômetros de diâmetro. Mas um exemplo que talvez seja mais eficaz saber que um simples átomo de ouro terá somente 0,3 nanômetro. Quando se trata de alguns processadores que estão no mercado, eles podem ter até 14 nanômetros. 

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Nanômetro processador

O que é nanômetro

Na indústria dos processadores, o nanômetro é utilizado diretamente no transistor, que é um componente responsável pela amplificação do sinal elétrico, ajudando assim a controlar a corrente elétrica presente nos equipamentos e aparelhos eletrônicos. As unidades de processamento serão compostas por dimensões bem pequenas que estarão realizando cálculos e processos sem parar.

Quando se trata da fabricação de um processador, temos que lidar com processo de diversas etapas que podem ser bem difíceis de compreender e de colocar em prática. É preciso extrair silício da areia e aplicar os átomos em uma chapa, com um processo chamado de fotolitografia. A arquitetura do processador, onde a distância do nanômetro é definida é uma das primeiras etapas do processo. 

Em um chip, os nanômetros estarão medindo a distância entre os transistores presentes na estrutura. Assim, se um processador possui uma arquitetura de 7 nm, então significa que ela foi desenvolvida e projetada para que os nanômetros tivessem uma distância de mesmo valor.

Vale ressaltar que é sempre importante manter a distância entre os nanômetros a menor possível, já que os transistores localizados no interior de um processador atual, que podem ter bilhões de transistores, são responsáveis por processar os dados.

Assim, se as distâncias entre os componentes presente nos processadores puder ser exprimida, significa que você ganhou espaço para acrescentar milhões de transistores sem necessitar de um processador maior. 

Além do mais, é preciso ressaltar que quanto maior um processador, maiores são as chances dele dar problema. Então a produção de processadores grandes são evitadas a todo custo. Mas isso não é uma regra absoluta, está mais para uma questão de praticidade, já que quanto menor o processador, mais potência ele terá.

Além disso, temos também a questão da economia de espaço e a possibilidade de aumentar a densidade dos transistores.

Quanto menor o processador, mais rápido a eletricidade irá correr sobre ele, fazendo com que a informação possa viajar mais rápido e aumentando a velocidade e capacidade de operação. Assim, a energia também irá encontrar menos resistência gerando consequentemente menos calor e menos gasto de energia elétrica. Ou seja, quanto menor a escala, menor será a resistência e o consumo de energia.

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O que é nanômetro: próximas gerações

Como vimos, um processador com uma arquitetura com menos nanômetro, também significa um melhor desempenho do mesmo. A cada geração que passa, os transistores estão cada vez menores e assim é possível colocar cada vez mais deles ocupando cada vez menos espaço. 

Em 1965, Gordon Moore, o cofundador da empresa Intel, teorizou a chamada Lei de Moore. Segundo ele, a cada 18 meses a capacidade de um computador seria dobrada, se tratando de avanços de pesquisas e da fabricação de semicondutores, incluindo a miniaturização de diversos componentes.

Mas a Lei de Moore passou a ser questionada por diversos executivos de algumas empresas. Segundo eles, o ritmo previsto por Gordon Moore já teria sido atingido, na verdade ele nem teria sido respeitado. Mas não é só isso que é contestado. Alguns pesquisadores também questionam o uso do nanômetro como sendo a unidade padrão de medida.

O que é nanômetro: onde estamos em relação ao nanômetro?

O que é nanômetro

Para que a tecnologia possa progredir cada vez mais, é importante diminuir cada vez mais os componentes eletrônicos, já que com isso, teremos espaço para processadores mais rápidos, poderosos e econômicos. Mas se pensarmos por um minuto, podemos ver que esse jogo de diminuir cada vez mais os espaços não poderá continuar para sempre.

Em algum determinado ponto do tempo, os espaços entre os transistores serão tão pequenos que estarão próximos, de forma perigosa, das dimensões físicas do átomo. Quando chegar neste ponto, as leis da física irão mudar para as leis quânticas, e praticamente tudo que falamos aqui poderá ser desconsiderado. 

Muitos acreditam que quando a medida está entre 5 ou 7 nanômetros, é impossível controlar como o processador irá funcionar, já que a distância entre os transistores será tão pequena que a energia irá pular entre os espaços dos terminais. Mas é aí que começa o maior problema, já que os processadores e todos os tipos de memórias funcionam dessa forma, pois é possível administrar essa passagem de energia. 

Mas esse problema está sendo estudado há décadas, e diversas pesquisas vem sendo realizadas em diversos institutos ao redor do mundo para tentar solucionar essa situação causada pela barreira dos 5 nanômetros.

Alternativas com o uso do germânio, grafeno, nanotubos de carbono e outras com diversos tipos de materiais e engenharia estão sendo consideradas.

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