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Nanômetro

Nanômetro (com o símbolo nm) é uma unidade de medida direcionada ao comprimento. E ela, que equivale a um bilionésimo de 1 metro (1 nm é o equivalente a 0,000000001 metro), possui muita importância para a indústria de semicondutores.

nanômetro
O nanômetro é uma unidade de medida importante para a indústria de semicondutores

Fazendo um comparativo para entender o tamanho desse, uma folha de papel costuma ter 100 nanômetros de espessura, já um átomo de ouro possui por volta de 0,3 nanômetros de espessura, ao passo que os processadores atuais (mais avançados) tendem a ser desenvolvidos em processos com 14 nanômetros.

O nanômetro ainda pode ser chamado de milimícron ou milimicro.

Essa escala é aplicada na medição de dimensões dentro de qualquer microchip: SSDs, processadores, módulos de memória e GPUs.

O nanômetro ainda é mencionado em relação ao nó, que possui o conceito de processo de fabricação e de projeto de chips através da litografia, que se trata da impressão realizada no processador. E é nesse sentido que ele surge com mais assiduidade no hardware.

Mesmo que esse conceito seja importante para a compreensão da tecnologia atual, os significados por trás do uso desse termo na indústria de microchips e processadores são desconhecidos por boa parte das pessoas.

E existe nesse contexto ainda a nanomedicina, a imunoterapia, as nanocápsulas e mais.

Se você tem apenas alguns segundos, leia estes pontos chave:
  • O termo 'nanômetro' origina-se do grego, com 'nano' significando 'anão' e 'metro' significando 'medida'. Na informática, o termo se refere à dimensão dos transistores que compõem o hardware dos processadores.
  • Quando um processador é denominado como uma arquitetura de 14 nanômetros, isso significa que a distância entre os terminais dos transistores tem essa medida. Isso também é conhecido como arquitetura ou processo de manufatura.
  • A diminuição nas dimensões de transistores permite incluir mais componentes sem aumentar fisicamente o tamanho dos processadores. Além disso, menores escalas significam que a energia elétrica encontra uma menor resistência para trafegar dentro do chip, diminuindo o consumo de energia e o aquecimento do processador.
  • A nanotecnologia é um campo científico-tecnológico focado na compreensão e na manipulação da matéria em escala nano ou até mesmo atômica e molecular. Isso é usado na fabricação de 'objetos de escala nanoscópica', incluindo os componentes de processadores.

Etimologia do termo nanômetro

A palavra “nanômetro” possui origens etimológicas no grego. O termo “nano” vem de “nanos”, que traduzindo do grego significa “anão”. O termo foi aderido como um prefixo dentro do Sistema Internacional de Unidades (SI) a fim de representar a escala relativa a um bilionésimo.

O termo “metro”, por sua vez, também com origens no grego, vem de “metron”, qual significa “medida”. Desse modo, “nanômetro” seria literalmente uma medida muito pequena, se referindo a escala de medida remetente a um bilionésimo de metro.

Nanômetros em processadores: sua importância no desenvolvimento deles

Se tratando de processadores, o nanômetro remete a uma dimensão dos transistores que integram o hardware.

Quando se é dito que um processador é de uma arquitetura de 14 nanômetros (nm), o que se quer dizer é que, no interior do chip, a distância que há entre os terminais dos transistores tem essa medida de 14 nanômetros. Há como chamar de arquitetura ou também de processo de manufatura.

Processadores costumam ser pequenos e existem chips controladores que são ainda menores, contendo poucos milímetros quadrados, desse modo, se houver como a distância entre os componentes fundamentais dele ser a mais curta possível, se pode ganhar mais espaço para adicionar mais alguns milhões de transistores sem que para isso seja preciso desenvolver um processador maior.

Evita-se o desenvolvimento de processadores e chips grandes devido a que quanto maior esses forem (fisicamente falando), então maiores seriam os problemas térmicos que surgiriam com os mesmos.

Mais uma vantagem desse encolhimento com medição em escala microscópica seria o fato de que caso a distância que a energia deva percorrer é menor, então ela encontraria uma menor resistência.

Com esse conhecimento, então se torna fácil compreender o motivo de um processador de 14 nm ser, de modo inerente, mais econômico que um que seja de 22 nanômetros. Nesse caso, a menor escala quer dizer que a energia elétrica teria uma menor resistência para trafegar dentro do chip. E se a resistência for menor, então há uma queda no consumo elétrico, pois o chip desperdiçará menos energia, uma vez que o mesmo deve receber uma quantidade menor a fim de vencer a resistência.

Mais sobre as vantagens do seu uso em processadores

Para entender mais sobre as vantagens do nanômetro no desenvolvimento de processadores, há uma situação a seguir para exemplificar isso.

Digamos que uma fabricante resolve desenvolver um processador dual core contendo 24 nanômetros capaz de rodar em 2.5 GHz. Mas se ela desenvolver outro contendo 14 nanômetros, então haveria como desenvolver um com dois núcleos e rodando também com 2.5GHz, só que esse processador rodaria com menos aquecimento que o anterior, ainda com menos gasto em seu uso. E isso daria espaço para a fabricante ir além

Essa fabricante então resolve criar um processador de 14 nanômetros, mas com 3.0 GHz. A CPU então se torna mais veloz, contudo, ela aquece mais e tem mais consumo. No fim das contas, o chip esquentaria do mesmo modo que ocorreria com o processador de 24 nanômetros. Desse modo, se havia vantagem antes, agora ela se perde.

A nanotecnologia e sua relação com o nanômetro

conceito de nanômetro
No contexto de nanômetro há ainda o conceito de nanotecnologia

O termo nanotecnologia foi desenvolvido com o objetivo de descrever a tecnologia usada na fabricação de objetos de “escala nanoscópica”. Nesse caso, essa tecnologia compreende objetos com dimensões medidas em nanômetros.

A nanotecnologia se trata de um campo científico-tecnológico transversal, o qual é ainda disruptivo e pervasivo, focado na compreensão, no controle e na aplicação das propriedades da matéria no que tange a nanoescala (escala nano). Diz-se ainda que a nanotecnologia se traduz no entendimento e no controle da matéria tanto em nanoescala quanto também em escala atômica e molecular.

Citação

SOUSA, Priscila. (28 de Novembro de 2023). Nanômetro - O que é, importância, no desenvolvimento e vantagens. Conceito.de. https://conceito.de/nanometro