تراشه A20 پرو اپل، سری آیفون ۱۸ پرو را خنک‌تر نگه خواهد داشت

با افزایش نگرانی‌ها درباره داغ شدن تراشه‌ها و گوشی‌های هوشمند، شرکت‌های سازنده پردازنده به دنبال استفاده از فناوری‌های جدید برای مدیریت بهتر حرارت هستند.

چند روز پیش از معرفی سری آیفون ۱۷ در ماه سپتامبر سال گذشته، گزارشی منتشر شد که نشان می‌داد خانواده آیفون ۱۸ در سال ۲۰۲۶ به لطف طراحی جدید پکیج‌بندی تراشه A20 دمای پایین‌تری خواهد داشت. این طراحی که پکیج‌بندی چندتراشه‌ای در سطح ویفر نام دارد، پردازنده مرکزی و حافظه رم را به‌جای قرار گرفتن روی هم، در کنار یکدیگر قرار می‌دهد و ارتباط آن‌ها از طریق لایه‌ای به نام لایه توزیع مجدد برقرار می‌شود. دور شدن حافظه از پردازنده باعث می‌شود گرما راحت‌تر دفع شده و عملکرد سیستم خنک‌کننده بهبود پیدا کند.

لایه توزیع مجدد در واقع یک لایه سیم‌کشی اضافه است که مسیر اتصال پایه‌های ورودی و خروجی تراشه را تغییر می‌دهد و آن‌ها را به نقاط جدیدی هدایت می‌کند. این تغییر باعث می‌شود اتصال تراشه به برد اصلی یا سایر تراشه‌ها ساده‌تر انجام شود. در این روش، پردازنده‌ها از همان مرحله ساخت روی ویفر در کنار هم یکپارچه می‌شوند و سپس ویفر به قطعات جداگانه تقسیم می‌شود. این ساختار دیگر به لایه‌ی زیرلایه نیاز ندارد، مسیرهای ارتباطی را کوتاه‌تر می‌کند و در نهایت ضخامت کلی پکیج را کاهش می‌دهد.

اپل برای مدل‌های آیفون ۱۸ پرو و آیفون ۱۸ پرو مکس از تراشه‌های A20 پرو مبتنی بر فناوری ساخت ۲ نانومتری استفاده خواهد کرد. با افزایش قدرت پردازنده‌ها، میزان تولید گرما نیز بیشتر می‌شود و به همین دلیل دفع حرارت اهمیت بالاتری پیدا کرده است. اپل سال گذشته برای نخستین بار در آیفون ۱۷ پرو و آیفون ۱۷ پرو مکس از سیستم خنک‌کننده محفظه بخار استفاده کرد.

هر زمان پردازنده یکی از این دو مدل بیش از حد گرم شود، آب موجود در محفظه بخار گرما را جذب کرده، خیلی سریع به بخار تبدیل می‌شود و به سمت بخش‌های خنک‌تر محفظه حرکت می‌کند. بخار در آن قسمت‌ها گرمای خود را آزاد می‌کند، دوباره به مایع تبدیل می‌شود و به ناحیه داغ بازمی‌گردد. این چرخه بارها تکرار می‌شود تا گرمای پردازنده به‌صورت مداوم از آن دور گردد.

وجود محفظه بخار باعث می‌شود پردازنده حتی هنگام اجرای فعالیت‌های سنگین مانند بازی، بتواند عملکرد بالای خود را برای مدت طولانی حفظ کند و دچار افت توان نشود. علاوه بر این، سطح بزرگ مسی این محفظه مانند یک هیت‌سینک عمل کرده و گرما را در سراسر فضای داخلی گوشی پخش می‌کند تا از ایجاد نقاط بسیار داغ در یک بخش خاص جلوگیری شود.

تراشه A20 پرو علاوه بر اینکه نخستین پردازنده ۲ نانومتری مورد استفاده در یک آیفون خواهد بود، اولین تراشه اپل نیز محسوب می‌شود که از معماری ترانزیستور همه‌جانبه بهره می‌برد. در این طراحی، نانوشیت‌های افقی به‌صورت عمودی روی هم قرار گرفته‌اند و گیت ترانزیستور کانال را از هر چهار طرف در بر می‌گیرد. این در حالی است که معماری قدیمی فین‌فت تنها سه سمت کانال را پوشش می‌داد.

به لطف معماری همه‌جانبه، میزان نشت جریان الکتریکی کاهش پیدا می‌کند و جریان کاری ترانزیستور هنگام روشن بودن افزایش می‌یابد. بالا رفتن این جریان باعث می‌شود ترانزیستور با سرعت بیشتری بین حالت روشن و خاموش جابه‌جا شود و در نتیجه عملکرد کلی پردازنده بهبود پیدا کند.

بر اساس تصویری که افشاگر رپتالیکا در شبکه اجتماعی ایکس منتشر کرده، تصویری منتسب به مادربرد آیفون ۱۸ پرو فاش شده است. او در توضیح این تصویر اعلام کرده که اندازه قالب تراشه A20 پرو تفاوتی با A19 پرو ندارد، اما به نظر می‌رسد واحد پردازش عصبی آن تقویت شده است. این موضوع می‌تواند توانایی مدل‌های گران‌تر آیفون ۱۸ را در اجرای قابلیت‌های هوش مصنوعی روی خود دستگاه افزایش دهد.

همچنین گفته می‌شود تراشه A20 پرو از حافظه رم LPDDR5X با رابط ۹۶ بیتی استفاده خواهد کرد. طراحی این تراشه به‌گونه‌ای انجام شده که علاوه بر ارتقای توان پردازش هوش مصنوعی، هنگام انجام پردازش‌های سنگین نیز دمای پایین‌تری داشته باشد.

مدیریت گرما یکی از مهم‌ترین اهداف سامسونگ در توسعه پردازنده اگزینوس ۲۶۰۰ نیز بوده. این تراشه در بازارهایی مانند اروپا، کره جنوبی، هند، بخش بزرگی از آسیا، آفریقا، خاورمیانه و آمریکای جنوبی در مدل‌های گلکسی S26 و گلکسی S26 پلاس به کار رفته. سامسونگ برای این پردازنده قطعه‌ای با نام بلوک انتقال حرارت اضافه کرده که در واقع یک هیت‌سینک مسی است و روی پردازنده قرار می‌گیرد. به همین دلیل، حافظه رم به کنار پردازنده منتقل شده.

سامسونگ برای پردازنده اگزینوس ۲۷۰۰ از معماری جدید کنار هم استفاده می‌کند. در این طراحی، پردازنده و حافظه رم در کنار یکدیگر قرار گرفته‌اند و نسل دوم بلوک انتقال حرارت روی هر دو قطعه نصب می‌شود. به این ترتیب، گرمای تولیدشده توسط پردازنده و حافظه به‌طور هم‌زمان به این هیت‌سینک منتقل شده و عملکرد حرارتی اگزینوس ۲۷۰۰ بهتر از گذشته خواهد بود.

کوالکام نیز رویکرد مشابهی را برای اسنپدراگون ۸ الیت نسل ۶ پرو در پیش گرفته است. با این حال، رپتالیکا هفته گذشته در مطلبی دیگر اعلام کرد که نسخه بلوک انتقال حرارت مورد استفاده توسط کوالکام هنوز به اندازه راهکار سامسونگ موفق نبوده و نتوانسته عملکرد حرارتی مشابهی ارائه دهد.