Prosesor atau CPU (central processing unit) adalah komponen penting dalam komputer, laptop, smartphone, dan perangkat elektronik lainnya. Prosesor bertugas untuk menjalankan instruksi-instruksi yang diberikan oleh perangkat lunak (software) dan mengolah data-data yang masuk. Semakin cepat dan canggih prosesor, semakin baik kinerja perangkat tersebut.
Salah satu faktor yang mempengaruhi kecepatan dan kinerja prosesor adalah ukuran transistor yang ada di dalamnya. Transistor adalah komponen elektronik yang berfungsi sebagai saklar (switch) untuk mengontrol aliran arus listrik. Transistor juga bisa digunakan untuk memperkuat sinyal listrik atau mengubah sinyal analog menjadi digital.
Transistor-transistor ini disusun dalam sebuah chip silikon yang disebut die. Semakin banyak transistor yang ada dalam sebuah die, semakin banyak operasi yang bisa dilakukan oleh prosesor. Namun, transistor tidak bisa dibuat sembarang ukuran, karena ada batasan fisik dan teknis yang harus diperhatikan.
Ukuran transistor biasanya diukur dengan satuan nanometer (nm). Nanometer atau disingkat nm adalah satuan ukuran panjang seperti centimeter (cm). Namun, satuan nanometer sangat kecil, karena 1 nm saja sama dengan 0,000000001 meter. Dalam prosesor atau CPU, nanometer digunakan untuk menghitung ukuran transistor yang ada dalam prosesor1.
Ukuran transistor ini juga disebut sebagai node proses atau process node. Node proses menunjukkan seberapa kecil dan rapat transistor-transistor yang ada dalam sebuah die. Semakin kecil node proses, semakin banyak transistor yang bisa dimuat dalam sebuah die dengan luas yang sama.
Node proses juga berpengaruh terhadap efisiensi energi dan panas yang dihasilkan oleh prosesor. Semakin kecil node proses, semakin rendah tegangan listrik yang dibutuhkan oleh transistor untuk beroperasi. Hal ini berarti semakin hemat energi dan semakin dingin suhu prosesor.
Node proses juga berkaitan dengan teknologi fabrikasi atau fabrication technology yang digunakan untuk membuat chip prosesor. Teknologi fabrikasi adalah metode atau cara untuk membentuk pola-pola transistor pada permukaan silikon dengan menggunakan sinar ultraviolet (UV) atau sinar laser.
Salah satu teknologi fabrikasi yang sedang berkembang saat ini adalah EUV (extreme ultraviolet) lithography. Teknologi ini menggunakan sinar UV dengan panjang gelombang sangat pendek (sekitar 13,5 nm) untuk membuat pola-pola transistor dengan presisi tinggi. Teknologi ini memungkinkan pembuatan node proses yang lebih kecil dari sebelumnya.
Salah satu node proses yang sedang ditargetkan oleh produsen chip prosesor saat ini adalah 3 nm. Node proses 3 nm adalah generasi selanjutnya setelah node proses 5 nm yang sudah ada di pasaran. Node proses 3 nm diharapkan bisa meningkatkan kinerja, efisiensi energi, dan kapasitas transistor dari prosesor.
Beberapa produsen chip prosesor yang sedang mengembangkan node proses 3 nm antara lain adalah TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company), Samsung, dan Intel. Masing-masing produsen memiliki rencana dan jadwal produksi yang berbeda-beda.
TSMC adalah produsen chip terbesar di dunia yang memasok chip untuk banyak perusahaan seperti Apple, AMD, Qualcomm, Nvidia, dan lain-lain. TSMC berencana untuk memulai produksi massal node proses 3 nm pada paruh kedua tahun 202223. Node proses 3 nm dari TSMC disebut sebagai N3 dan masih menggunakan teknologi FinFET (fin field-effect transistor), meskipun TSMC juga sedang mengembangkan teknologi GAAFET (gate-all-around field-effect transistor). TSMC juga berencana untuk meluncurkan versi perbaikan dari node proses 3 nm yang disebut sebagai N3E pada tahun 20231.
Samsung adalah produsen chip terbesar kedua di dunia yang juga memasok chip untuk banyak perusahaan seperti Apple, Qualcomm, Nvidia, dan lain-lain. Samsung juga menargetkan untuk memulai produksi massal node proses 3 nm pada paruh pertama tahun 2022 , meskipun menurut sumber lain node proses 3 nm dari Samsung baru akan debut pada tahun 2024. Node proses 3 nm dari Samsung disebut sebagai 3GAE (3 nm gate-all-around early) dan menggunakan teknologi GAAFET, khususnya varian Samsung yang disebut sebagai MBCFET (multi-bridge channel field-effect transistor). Samsung juga berencana untuk meluncurkan versi kedua dari node proses 3 nm yang disebut sebagai 3GAP (3 nm gate-all-around plus) pada tahun 2023.
Intel adalah produsen chip terbesar ketiga di dunia yang memproduksi chip untuk dirinya sendiri dan beberapa perusahaan lain seperti Apple, Microsoft, dan lain-lain. Intel sedang berusaha untuk mengejar ketertinggalannya dari TSMC dan Samsung dalam hal node proses. Intel berencana untuk memulai produksi massal node proses 3 nm pada tahun 2023 . Node proses 3 nm dari Intel disebut sebagai "Intel 3" tanpa akhiran "nm" dan masih menggunakan teknologi FinFET yang disempurnakan, ditingkatkan, dan dioptimalkan dibandingkan dengan node proses sebelumnya dari Intel dalam hal kinerja per watt, penggunaan EUV lithography, dan perbaikan daya dan luas.
Node proses 3 nm adalah langkah maju yang signifikan dalam perkembangan teknologi prosesor. Node proses ini diharapkan bisa membawa peningkatan kinerja, efisiensi energi, dan kapasitas transistor yang signifikan bagi prosesor. Namun, node proses 3 nm juga memiliki tantangan dan hambatan yang harus diatasi, seperti kompleksitas desain, biaya produksi, ketersediaan pasokan, dan persaingan antara produsen chip.
Istilah "3 nanometer" tidak memiliki hubungan dengan fitur fisik apa pun (seperti panjang gerbang, jarak logam, atau jarak gerbang) dari transistor. Menurut proyeksi yang terdapat dalam pembaruan tahun 2021 dari International Roadmap for Devices and Systems yang diterbitkan oleh IEEE Standards Association Industry Connection, node proses 3 nm diharapkan memiliki jarak gerbang terhubung sebesar 48 nanometer dan jarak logam terkecil sebesar 24 nanometer. Namun, dalam praktik komersial dunia nyata, "3 nanometer" digunakan terutama sebagai istilah pemasaran oleh produsen chip individu untuk merujuk pada generasi baru chip silikon semikonduktor yang lebih baik dalam hal kepadatan transistor (yaitu tingkat miniaturisasi yang lebih tinggi), kecepatan dan konsumsi daya yang lebih rendah . Selain itu, tidak ada kesepakatan industri antara produsen yang berbeda tentang angka apa yang akan mendefinisikan node proses 3 nm. Biasanya produsen chip merujuk pada node proses sebelumnya (dalam hal ini node proses 5 nm) untuk perbandingan.
Demikian blog yang saya buat tentang prosesor 3 nm. Semoga bermanfaat dan menambah wawasan Anda. Terima kasih telah membaca.
