Samsung: eerste 3nm-chips kunnen tot 45 procent zuiniger zijn dan 5nm-versies

Samsung produceert zijn eerste chips op 3nm met gebruikmaking van gate-all-aroundtransistors. Volgens het bedrijf kan zijn 3nm-procedé tot een daling van het energieverbruik van maximaal 45 procent tegenover 5nm leiden.

De 3nm-chips met gaa-transistors die Samsung als eerste produceert, kunnen 45 procent zuiniger worden of 23 procent beter presteren, aldus het bedrijf. Daarnaast zijn de chips tot 16 procent kleiner. Daarbij heeft Samsung het over de eerste 3nm-generatie; de tweede generatie 3nm-chips kunnen tot 50 procent zuiniger worden of 30 procent beter presteren, waarbij het oppervlak met 35 procent kan afnemen.

Samsung maakt voor zijn eerste gaa-transistors gebruik van technologie die het Multi-Bridge-Channel FET noemt. Dit is Samsungs opvolger van FinFET. Het Koreaanse bedrijf gebruikt naar eigen zeggen relatief brede kanalen om hoge prestaties en laag verbruik mogelijk te maken. Samsung kan de breedte van de kanalen bij Multi-Bridge-Channel FET aanpassen om klanten flexibiliteit te bieden als het gaat om de verhouding tussen de prestaties en het verbruik.

Bij gate-all-aroundtransistors, die zijn opgebouwd uit nanosheets, omsluiten de gates de kanalen volledig voor meer contactoppervlak met de gates, zodat snellere transistors met lagere lekstromen mogelijk zijn. Samsungs concurrent TSMC gebruikt nog finfets voor zijn 3nm-procedé . Dit type transistor heeft een gate over een kanaal met de vorm van een vin.

Reacties (43)

[ECM-Droid]

De 3nm-chips met gaa-transistors die Samsung als eerste produceert, kunnen 45 procent zuiniger worden of 23 procent beter presteren

Waarschijnlijk gaat het een combinatie tussen efficiency en prestatie worden maar wat mij betreft een keer één die volledig geoptimaliseerd is voor efficiency.

Ik ben persoonlijk van mening dat telefoons voorlopig al wel meer dan snel genoeg zijn, dus een keer een zuinige telefoon zou wel top zijn.

[Sorcerer8472]

Als het aankomt op non-game apps vind ik het trouwens ook verbazingwekkend hoe traag sommige apps zijn zelfs op een nieuwe flagship telefoon. Ik heb het idee dat daar zeer grote verbeterslagen mogelijk zijn qua efficiency en dus ook energieverbruik.

[Clevergyno]

Telefoons zijn voortaan snel genoeg waardoor app ontwikkeling ontzettend lui is geworden.

[Argantonis]

Telefoons zijn voortaan snel genoeg waardoor app ontwikkeling ontzettend lui is geworden.

Heeft niet met luiheid te maken maar met geld. Developers zijn duur, dus als je er minder nodig hebt en nog steeds acceptabele performance hebt dan is voor de meeste bedrijven de beslissing snel gemaakt.

Dat ontwikkelaars luier worden wordt al geroepen sinds dat Assembly het verloor van C.

[freaq]

Als volledige 3d games met dynamic lighting, animatie,particles, pbr materials AI en gui op 60fps draaien op een bagger phone van 5 jaar oud.

maar een simpele 2d app welke alleen 2d simple gui moet doen traag aanvoelt op de nieuwste hardware dan is dat toch een beetje een blamage hoor…

En ja dat is omdat het gebouwd is op bagger frameworks die het makkelijk maken snel te developen snap ik.

Maar het moet en kan echt wel beter. Mensen moeten wat meer gaan kijken naar game engines.

[Reactie gewijzigd door freaq op 22 juli 2024 17:48]

[NoobishPro]

Dit heeft ook wel een klein beetje te maken met het platform en waar zij op inzetten.

Zo heb ik b.v. veel hybrid apps gemaakt (dus met web-code) en zelfs de meest simpele apps waren altijd retentraag op IOS, maar perfect op Android. Dit kwam omdat Apple de Safari engine forceerde in hybrids, maar alle optimalisaties (caching, multi-threads, enz) achterwege liet. Dit veroorzaakte veel issues als fixed items welke niet meescrollden, maar teleporteerden na het stoppen van het scrollen, extreem trage animaties enz.

Ditzelfde zal vast ook waar zijn voor andere frameworks.

On the other hand ben ik zelf een maatwerkprogrammeur juist voor de mensen die klaar zijn met de "crap" van die goedkope oplossing magnetronmaaltijd producten, waarbij efficiency dus centraal staat... Ik ben dus helemaal voor 'geavanceerd programmeren' ipv 'goedkoop programmeren', maar ik zie wel in dat er écht 2 kanten aan het verhaal hangen. Ik heb overigens ook niets tegen goedkoop programmeren voor je gemiddelde zzp-er wordpressje of een app welke niets anders is dan een formuliertje, daar niet van.

[graey]

Als ontwikkelaar van moderne PWA's ('modern' is inmiddels ook al gewoon normaal) kan ik daar maar één ding op zeggen: Fuck Apple!

Sorry, maar wat je zegt is heel erg waar: PWA's die ik schrijf lopen als een zonnetje op (goedkope) oude Android-telefoons, met een stuk betere integratie, maar voor Apple moet je door hoepels springen om het uberhaupt een app te laten lijken, en dan krijg je een gekortwiekte safari-omgeving eromheen. Dat zou nou eens onderzocht moeten worden door een marktregulator.

[Sorcerer8472]

Maar zelfs met beperkte middelen is het ergens toch raar dat ook die magnetronmaaltijd-engines zo brak zijn dat zelfs tekst laden heel zwaar is?

Nog een voorbeeldje: ik heb wel eens meerdere LinkedIn-pagina's open staan. Ontvang ik dan een privébericht op LinkedIn, dan hoor je alle tabs op alle open browsers geluid maken en loopt een evt. Zoom-gesprek dat ik tegelijkertijd heb ongeveer vast.... omdat er een berichtje binnenkomt op LinkedIn gaat m'n laptop z'n fan vol aan en wordt Zoom 10-20 seconden heel traag.

Het binnenhalen van die 200 bytes aan tekst zorgt blijkbaar voor een hoeveelheid load die overeenkomt of ik op m'n laptop pi tot de eerste zoveel duizend decimalen probeer te brute forcen. Hoe dan?!

[CharlesND]

Ik ben dus helemaal voor 'geavanceerd programmeren' ipv 'goedkoop programmeren', maar ik zie wel in dat er écht 2 kanten aan het verhaal hangen.

Je vergeet nog een derde, voor Apple waarschijnlijk belangrijkste kant. Apple investeert ontzettend veel geld en tijd in hardware en software waarmee het zich kan onderscheiden van de concurrentie. Apple heeft er dus geen enkel belang bij een webbrowser mee te leveren waardoor ontwikkelaars in de verleiding komen al de geboden mogelijkheden links te laten liggen en vooral programma’s maken die ook als een zonnetje lopen op een Android telefoon van 5 jaar oud. Ja, jammer voor de kopers van die dure telefoons maar het is wel lekker efficiënt voor de ontwikkelaars.

Om dezelfde reden wilde Jobs geen Flash op de iPhone. Dat blijkt achteraf een prima beslissing te zijn geweest.

Daarnaast is Chrome nu al met afstand (77 %) de grootste browser, wat betekent dat ontwikkelaars van WPA’s zich vooral zullen richten op wat er wel en niet mogelijk is binnen die browser. En er is maar 1 bedrijf die daar over gaat: eigenaar Google. Apple zal er niet echt gelukkig mee zijn als Google min of meer gaat bepalen wat apps op de iPhone wel en niet kunnen.

Dus is het voor Apple, gewoon een beslissing geweest. Als je voor de iPhone apps wilt ontwikkelen dan geeft Apple je alle mogelijkheden op hard- en softwaregebied om een voor de gebruikers heel aantrekkelijke app te maken. Wil je het sneller, goedkoper en vooral universeler maken waarbij je je qua mogelijkheden ook voor een peperdure iPhone beperkt tot wat een 5 jaar oude Android ook kan dan hoef je daarvoor geen steun van Apple te verwachten.

[NoobishPro]

geeft Apple je alle mogelijkheden op hard- en softwaregebied om een voor de gebruikers heel aantrekkelijke app te maken.

Maar niet kostenbesparend dus. En dat is wat bedrijven willen. En wat bedrijven willen, bepaalt wat ze doen. Niet Apple.

Tevens heeft Apple dit besluit omgedraaid en hebben ze intussen een hele nieuwe engine voor hybrid apps, dus ze zien zelf ook in dat dit een enorm fout besluit is geweest.

Bewust dwarsliggen is niet iets waar mensen blij van worden. Sterker nog, juist omdat mijn product beter werkte op Android, zijn er nu zo'n 900 bedrijven met z'n 42.000 werknemers welke nu exclusief Android gebruiken, puur wegens mijn product. Tenslotte interesseert het deze bedrijven (en werknemers) niet waar ze mee werken, maar interesseert het ze dat hun in-house applicatie gewoon draait. Overigens was dit nog een reden waarom ze geen Apple wilden (moeilijke in-house verspreiding van de app enz)

[freaq]

Als ze op apples platform willen developen bepaalt apple dat dus.

Mogen bedrijven klagen wat ze willen als ze app store revenue willen moeten ze apples regels volgen.

[NoobishPro]

Nouja, ik geef je zojuist aan dat mijn product eigenlijk juist bij Apple afdwingt dat ze veranderingen maken, dus dat wijst eigenlijk al uit dat jouw stelling niet helemaal klopt.

Sterker nog, ik heb bewust toestemming gehad van Apple om bepaalde regels te breken, zoals ik op andere tijden al in andere posts had uitgelegd. Dit is niet om arrogant te klinken. Dit is enkel om aan te geven dat Apple niet in zo'n geweldige positie staat (en/of niet zo geweldig is) als jij claimt.

[freaq]

Lijkt me zeer onwaarschijnlijk…
En ja ik heb bij apple gewerkt voor 3+ jaar.

[NoobishPro]

Het is toch echt zo.

Als jij niet door Apple's regels komt maar je aangeeft dat je zo'n 100 bedrijven als klant hebt binnen 1 jaar tijd, groeiende naar duizenden welke je product gebruiken, maar het verdommen met de destijdse business kant van van Apple te werken (welke zoals je nu mogelijk merkt, niet meer bestaat... waarvan ik niet beweer dat dit enkel door mij komt, maar ik mocht die regels dus al breken) dan laat Apple jou dus wel degelijk hun regels breken ten voordele van de Iphone/Ipad gebruikers. Daarnaast hebben ze al deze dingen over de afgelopen jaren immens verbeterd en aangepast, en puur en alleen daardoor ligt het bewijs er eigenlijk al dat Apple gewoon achter de feiten aan liep.

Het is leuk dat je 3 + jaar bij Apple hebt gewerkt (blijkbaar zonder functie omschrijvijng) maar dit is letterlijk zo gelopen. Het heeft een week of 2 dagelijks met Apple bellen gekost (iedere dag weer een leveltje hogerop) maar we hebben toch echt uitzonderingen op bepaalde regels gekregen.

Note dat het mogelijk best verschil maakt dat er in onze app geen geld of advertenties omgaan. De app zelf is in principe gratis, zit enkel achter een login-wall. --- Edit: Dat er geen geld in onze app omgaat, betekent overigens dat dit buiten de app-store om gaat. Dit was óók tegen de regels van Apple. Toch hebben we toestemming gekregen =)

[Reactie gewijzigd door NoobishPro op 22 juli 2024 17:48]

[Argantonis]

Ik ben het met je eens dat het beter kan. Ik wilde alleen zeggen dat het niet door luiheid komt maar door geld. Als iemand die nu zo’n 28 jaar software maakt, ik kan een applicatie echt wel sneller krijgen als ik daar ontwikkeltijd voor krijg, maar als een baas zegt dat de prioriteit nu ligt bij meer features of een ander project dan heb ik daar als ontwikkelaar uiteindelijk niet het laatste woord in.

[Jan Onderwater]

Wordt wellicht tijd dat een AI de high level code van een App omschrijft naar Assembleertaal en zo de App/SW herschrijft.

[Vyo]

Je hebt geen ongelijk, maar het geld en de tijd die nu niet in "performance' worden gestoken door maken ze ruimschoots goed met de gigantische hoeveelheden content.

Ik speel geen Fortnite, Genshin Impact, PUBG etc. maar ik heb vroeger wel WoW gespeeld, en ik zie een grote parallel: Bewust shitty graphics die minder snel dateren, met heel veel kleine content updates die de spelers steeds weer terug brengen én snoepen aan bestaande fanbases dmv corporate samenwerkingen.

[NEO256]

Mee eens. Zou heel blij worden als telefoons op hun huidige prestatie niveau gewoon x langer mee zou kunnen gaan. Al weet ik zo snel niet hoe groot aandeel het geheugen, controllers of CPU hier invloed op hebben.

Voor mijn gevoel speelt het scherm een veel grotere rol en ik merk een groot verschil met een telefoon waar ik geen sim in heb zitten, maar wel constant aan wifi heb hangen.

(Ik heb geen harde metingen gedaan, dit is puur wat ik observeer wellicht zijn hier recente benchmarks en metingen mee gedaan.)

[NoobishPro]

Naar mijn weten kun je in je telefoon zien wat hoeveel batterij verbruikt, en bij mij is dit als minimalistisch gebruiker iets van 72% het scherm. Maar goed, dat is natuurlijk ook niet zo gek. Al die chips enz zijn gemaakt om extreem zuinig te zijn, maar zo'n scherm moet bij daglicht gewoon verblindend fel licht (door een berg kleuren) knallen! Volgens mij is het wel beter geworden op OLED.

[P_Tingen]

Ik ook, maar je gaat er niks aan hebben. Als de telefoon 2x zo zuinig met energie om kan gaan, zal de producent de accu vervolgens ook 2x zo klein maken. Per saldo haal je dus nog steeds net niet het einde van de dag

[ECM-Droid]

Waarschijnlijk wel ja, al is het wel mooi dat elektronica zuiniger wordt. beter voor het milieu....

[Vlizzjeffrey]

Zijn er misschien geen apps waarmee je de chip kan underclocken/undervolten, dan kunnen we de chip zelf afstellen op zijn ideale efficienty. Mijn telefoon heeft in de os wel een optie voor prestaties die op zuinig, gemiddeld, of maximale prestaties ingesteld kan worden.

[sjongenelen]

Je hebt inderdaad keuze uit governers, maar dat is vaak een tradeoff. De bloatware op mijn s10 was een veel groter probleem (gelukkig te verwijderen met ADB)

[Avalaxy]

Volgens mij gaat het verbruik van je telefoon vooral in het scherm zitten, niet zozeer in de CPU.

[FPSUsername]

wat mij betreft een keer één die volledig geoptimaliseerd is voor efficiency.

Doet me denken aan de 5e generatie intel core processoren. Van 22nm naar 14nm maar weinig prestaties erbij. De 5e generatie draait wel een stuk koeler dan de 4e.

[Aardedraadje]

Ik snap het bijgeleverde grafiekje/plaatje niet, kan iemand die uitleggen? Ik zie twee assen zonder titels, en ik zie een legenda (oranje streep met de naam "Channel Width") die vervolgens nergens in het plaatje/grafiek voorkomt.

Waar kijk ik naar?

[NEO256]

Zoals ik hem lees:
Assen zijn performance (verticaal) en power / efficiency (horizontaal).

Het oranje "channel width" staat in elke afbeelding van hoe de transistor is opgebouwd.

Wat ik er dus uithaal dat het eerste ontwerp een brede gate had. Tweede en derde gate veel smaller. En het vierde desgin weer breder is.

Waar ik er vanuit ga dat de bredere gate zorgt voor lagere weerstand en minder verlies. En het gelaagde design voor de verhoging in density.
(Correct me when I am wrong)

Maar het is wel heel erg een marketting plaatje en niet echt een duidelijk / correct wiskundig diagram.

[Reactie gewijzigd door NEO256 op 22 juli 2024 17:48]

[Aardedraadje]

Ah, de gouden hint zit hem inderdaad in de gates, daar staat dus de breedte oranje afgebeeld. Ik snap hem nu denk ik. Hij is inderdaad erg marketing-erig.

Ik las de horizontale as als transistorgrootte, maar was me er ook van bewust dat hij dan andersom had moeten staan. Zoals jij het zegt (of misschien gewoon chronologisch?) klinkt het aannemelijk.

[akooijman]

Je kijkt naar een PowerPoint van de marketing afdeling. Steil omhoog, dus goed beter best...

[TrafalgarLaw]

"Leuk meekomen tegenwoordig" is niet een bulletpoint waar men graag €1000+ voor wil betalen tegenwoordig. Sustained performance is vaak veel slechter én de ouderweste MALI-GPU's laten het ernstig afweten. Dus eerst zien, dan geloven.

[SherlockHolmes]

Dus nu worden hun eigen Exynos chips misschien net zo goed als Snapdragon van 3 jaar geleden!

[fapkonijntje]

Nou, niet zo overdrijven. De Exynos 2200 is niet perfect, maar kan wel leuk meekomen tegenwoordig en de 1280 is ook niet snel op zich, maar doet 't wel vrij goed ten opzichte van de beoogde concurrentie.

Een Snapdragon 8 Gen 1 is praktisch net zo snel als Apple's A15 qua GPU, maar net als de A15 throttled 'ie als een gek dus is 't vrij nutteloos in de praktijk. De performance van de Exynos 2200 is wat lager, maar die chip kan de performance wel volhouden en verbruikt toch beduidend minder.

[Reactie gewijzigd door fapkonijntje op 22 juli 2024 17:48]

[geishin]

Hij heeft gewoon een punt, ik heb de S20 met exynos 990. Dat is een d-r-a-m-a van een SOC, dat toentertijd ook niet echt bleek uit de review van tweakers. Ik was van plan 3 a 4 jaar met de telefoon te gaan doen, maar dat gaat never lukken.

Het toestel kreeg een 8.5 (!) met een min punt "onzuinige modem". Fout de SoC is totaal onzuinig en niet geschikt voor de functionaliteit dat het toestel biedt (met name 120Hz). Sterker nog: Volgens de review was "de verbeterde accuduur" een pluspunt (!).

Het is zo slecht dat ik me afvraag of ik ooit nog een samsung zal kopen, terwijl ik de S7 juist geweldig vond.

[Reactie gewijzigd door geishin op 22 juli 2024 17:48]

[fapkonijntje]

Dat klopt, de Exynos 990 is troep, maar de 2100 en 2200 maken veel van die zwaktes weer goed. Het is techniek hè, die wereld verandert gewoonweg heel snel.

[sygys]

Veranderde die techniek maar wat meer voor schermen... Die zijn nog steeds verantwoordelijk voor een slordige 90% van het accu verbruik?

De chips zijn eigenlijk helemaal niet zo interessant voor huis tuin en keuken gebruik

[Reactie gewijzigd door sygys op 22 juli 2024 17:48]

[Verwijderd]

Het niet geïntegreerde 5G modem is zacht gezegd nogal inefficiënt, daarom ook
heb ik zelf bewust deze gehaaste 1e gen. 5G telefoons overgeslagen.

Een onzuinige CPU speelt je vooral parten wanneer je deze intensief aanspreekt, maar een onzuinig modem is nog erger; die gebruikt altijd te veel stroom wanneer je telefoon (en de netwerken) aan staan.

[kabelmannetje]

Maar deze "besparing" wordt meteen teniet gedaan door ontwerpen met hogere clock, meer cores, meer cache, etc. Netto resultaat is dan helaas een stuk lager.

[killerbie]

55% van 5 is dan ook ongeveer 3, dus op zich is het letterlijk een verkleining en geen verhoging van efficentie.

Wat ik me afvraag is wanneer ze verkjleinen maar meer transistoren op dezelfde oppervlakte van de 5nm variant zetten, wat met warmte? ik vermoed dat je dan meer warmte hebt op een kleiner oppervlak?

Dus je krijgt met deze verkleining op dezelfde oppervlakte van de 5nm variant dan meer performace+verbruik+warmte

[Reactie gewijzigd door killerbie op 22 juli 2024 17:48]

[kabelmannetje]

Kleinere logica betekent minder warmte in MOSFETs. Dus, je kan meer logica per cm2 plaatsen. Bij gelijk chip-oppervlak kan je dus meer logica kwijt, is er per mosfet minder hitte, kan de clock omhoog, etc.

[killerbie]

Betekend kleinere logica effectief minder energiegebruik? Want volgens het % van Samsung is het oppervlak even veel verkleint als het stroomverbruik?

[kabelmannetje]

Ja. Dat heeft o.a. met de electrische impedantie te maken. Oftewel de energie die opgeslagen wordt in het circuit, die verandering tegengaat. Kleinere logica, minder energie nodig en dus minder warmte. https://electronics.stack...increase-power-efficiency

[Reactie gewijzigd door kabelmannetje op 22 juli 2024 17:48]

[killerbie]

Bedankt voor de info. Door de % die Samsung opgaf begon ik te twijfelen

[Jan Onderwater]

Heel mooi, als dit goed werkt en de yields hoog zijn is dit een succes voor deze transistor technologie. Echter, het aantal transistors bij het 3N Process van Samsung is 1/3 lager dan bij het 3N Process van TSMC, ofwel, TSMC heeft 50% meer transistors op een vierkante mm dan Samsung. Dat maakt een enorm verschil in de productiekosten. Daarvoor heeft TSMC aangegeven dat haar 3N Process een 25-30% minder stroom verbruikt dan haar 5N Process.
Dat is echter niet direct te vergelijken, om het goed te vergelijken moet je weten hoeveel stroom er door Samsung en TSMC per miljoen transistoren in hun 5N processen gebruikt wordt. Als ik dit google vind ik vooral hoeveel het stroomverbruik verbeterd, maar niet wat het is.
Iemand een idee?