Como o chip Monster M1 Ultra da Apple mantém viva a Lei de Moore

Para fins práticos, o M1 Ultra age como uma única fatia incrivelmente grande de silício que faz tudo. O chip mais poderoso da Apple até hoje tem 114 bilhões de transistores empacotados em mais de cem núcleos de processamento dedicados à lógica, gráficos e inteligência artificial, todos conectados a 128 gigabytes de memória compartilhada. Mas o M1 Ultra é na verdade um monstro de Frankenstein, consistindo de dois chips M1 Max idênticos aparafusados ​​usando uma interface de silício que serve como uma ponte. Esse design inteligente faz parecer que os chips unidos são, na verdade, apenas um todo maior.

À medida que se torna mais difícil diminuir o tamanho dos transistores e impraticável fazer chips individuais muito maiores, os fabricantes de chips estão começando a unir os componentes para aumentar o poder de processamento. A abordagem do tipo Lego é uma maneira fundamental pela qual a indústria de computadores pretende progredir. E o M1 Ultra da Apple mostra que novas técnicas podem produzir grandes saltos no desempenho.

“Essa tecnologia apareceu na hora certa”, diz Tim Millet, vice-presidente de tecnologias de hardware da Apple. “De certa forma, trata-se da lei de Moore”, acrescenta ele, em referência ao axioma de décadas, batizado em homenagem ao cofundador da Intel, Gordon Moore, de que o desempenho do chip – medido pelo número de transistores em um chip – dobra a cada 18 meses. .

Não é nenhum segredo que a lei de Moore, que impulsionou o progresso na indústria de computadores e na economia por décadas, não é mais válida. Alguns truques de engenharia extremamente complexos e caros prometem ajudar a reduzir ainda mais o tamanho dos componentes gravados em chips de silício, mas os engenheiros estão atingindo os limites físicos de quão pequenos esses componentes, que têm recursos medidos em bilionésimos de metro, podem ser praticamente. Mesmo que a lei de Moore esteja desatualizada, os chips de computador são mais importantes — e onipresentes — do que nunca. O silício de ponta é crucial para tecnologias como IA e 5G, e as interrupções na cadeia de suprimentos desencadeadas pela pandemia destacaram como os semicondutores agora são vitais para setores como o automobilístico.

À medida que cada nova geração de silício dá um passo menor, um número crescente de empresas passou a projetar seus próprios chips para obter ganhos de desempenho. A Apple usa silício personalizado para seus iPhones e iPads desde 2010 – então, em 2020, anunciou que projetaria seus próprios chips para Macs e MacBooks, afastando-se dos produtos da Intel. A Apple aproveitou o trabalho que fazia nos chips dos smartphones para desenvolver os de desktop, que usam a mesma arquitetura, licenciados da britânica ARM. Ao criar seu próprio silício e integrar funções que normalmente podem ser executadas por chips separados em um sistema em um chip, a Apple tem controle sobre a totalidade de um produto e pode personalizar software e hardware juntos. Esse nível de controle é fundamental.

“Percebi tudo [chipmaking] mundo estava de cabeça para baixo”, diz Millet, um veterano da indústria de chips que se juntou à Apple vindo da Brocade, uma empresa de redes dos Estados Unidos, em 2005. Em contraste com, digamos, a Intel, que projeta e fabrica chips que são vendidos para fabricantes de computadores, explica Millet que a Apple pode trabalhar no design de um chip para um produto ao mesmo tempo que o software, o hardware e o design industrial.