микрочип

Удивительный «наномир» внутри смартфона

Оценка этой статьи по мнению читателей:
4.9
(24)

Привет!

Вероятно, вы не раз встречали в обзорах или технических характеристиках смартфонов такие понятия, как нанометры (нм), микрометры (мкм) или гигагерцы (ГГц). В своих обзорах я часто использую их, рассказывая то о новой фото-матрице с пикселями 0.8 мкм, то о процессоре, построенном на базе 7-нм техпроцесса.

Но буквально на днях, набирая на клавиатуре уже привычные «нанометровые техпроцессы», поймал себя на мысли, что все эти величины я воспринимаю, как какие-то абстрактные понятия, не имеющие никакого отношения к реальной жизни. Уверен, ровно такими же их считаете и вы.

Вот если бы выпустили автомобиль, разгоняющийся от нуля до сотни за полсекунды или развивающий скорость 1000 км/ч, это вызвало бы восторг или хотя бы удивление у любого человека, даже не интересующегося автомобилями. А все потому, что секунды и километры — это то, что мы хорошо понимаем и с чем сталкиваемся постоянно, в отличие от нано- и микрометров.

Взять, к примеру, смартфон с камерой на 48 Мп. Логика подсказывает, что такая матрица состоит из 48 миллионов маленьких фотодиодов, каким-то образом регистрирующих попадающий на них свет. Затем этот свет становится точками (пикселями), из которых и складывается фотография. Так вот, размер одного пикселя на всех современных матрицах с высоким разрешением составляет 0.8 мкм (микрометров или микрон).

Это много или мало? Как представить себе размер такого пикселя?

Для сравнения можно взять знакомые нам предметы, например, человеческий волос. В среднем его толщина составляет одну десятую долю миллиметра или 100 микрометров. Соответственно, размер пикселя на матрице в 100 раз меньше человеческого волоса в разрезе!

Или возьмем вот это существо:

хеликобактер пилори

Это хеликобактер пилори — бактерия, которой, скорее всего, инфицированы 7 из 10 читателей этих строк. Ее длина составляет около 3 мкм, а со жгутиками и того больше. И даже наши эритроциты заметно крупнее пикселей на матрице смартфона.

Но самое удивительное то, что пиксель — это не просто какая-то «точечка», регистрирующая свет. Это целое микроскопическое устройство, состоящее из фотодиода, стенок, цветного фильтра, контактов и даже отдельной микроскопической линзы. И таких микро-устройств на крошечной матрице расположено десятки миллионов.

Помните левшу из одноименного рассказа, который подковал блоху? Так вот, современные инженеры могли бы легко сделать очки с линзами для бактерий, если бы, конечно, у них были проблемы со зрением (или хотя бы зрение).

Ситуация с процессорами еще более сложная и удивительная. К примеру, современные чипы от Apple, Samsung или Qualcomm построены по 7-нанометровому техпроцессу. Как известно, 1 нанометр равен одной миллиардной части метра.

В нанометрах измеряются, например, вирусы. Размер того же коронавируса составляет чуть больше 100 нанометров. А поры в масках с повышенной фильтрацией (N-95), которые выдаются медработникам, в 2-3 раза больше этого размера. Соответственно, пролететь через такую большую дырку — не самая сложная задача даже для столь большого и неповоротливого вируса.

Размеры транзисторов на современном процессоре гораздо меньше всех этих вирусов. Конечно, речь не идет о 7-нанометровых транзисторах, техпроцесс — это не про размеры транзисторов, но, тем не менее, они очень маленькие.

Чтобы лучше осознать масштабы, вот вам такое наглядное сравнение: внутри процессора iPhone 11 Pro, размером 10 на 9 миллиметров, размещается на 1 миллиард больше транзисторов, чем всех людей на земном шаре. А в точке, которая стоит в конце этого предложения, можно было бы разместить более 6 миллионов 22-нанометровых транзисторов. Еще раз посмотрите внимательно на точку (.) и вдумайтесь в цифру 6 миллионов транзисторов.

Вот на таком уровне и работает современная электроника. Это уже мир вирусов и бактерий. Мир, который не всегда возможно разглядеть даже под самым мощным оптическим микроскопом.

В следующий раз, увидев в спецификациях смартфона очередные микро- и нанометры, отнесемся к ним с должным уважением.

Алексей, главный редактор Deep-Review (alexeysalo@gmail.com)

 

P.S. Мы открыли Telegram-канал и сейчас готовим для публикации очень интересные материалы! Подписывайтесь в Telegram на первый научно-популярный сайт о смартфонах и технологиях, чтобы ничего не пропустить!

 

Понравилась статья? Поделитесь с другими:
  •  
  •  
  •  
  • 1

Как бы вы оценили эту статью?

Нажмите на звездочку для оценки

Внизу страницы есть комментарии...

Напишите свое мнение там, чтобы его увидели все читатели!

Если Вы хотите только поставить оценку, укажите, что именно не так?