Video: Intel: The Making of a Chip with 22nm/3D Transistors | Intel (Studeni 2024)
Mooreov zakon se vratio. Ili se možda, zapravo nije završilo, samo smo uzeli mali odmor.
Pojavila se zabrinutost da Mooreov zakon - koji kaže da će se broj tranzistora po čipu udvostručiti svake dvije godine - usporava, jer je Intelov prijelaz na 14 nm proces trajao duže nego što se očekivalo, a općenitije ljevaonice za izradu čipova su kasnije od uobičajenu za dostavu sljedećeg postupka. Ali po meni, veliko odstupanje od Intelove najave Broadwell prošli tjedan, kao i Samsungovi manje poznati komentari da isporučuje 20nm procesor aplikacija u svom najnovijem pametnom telefonu, čini se da se skaliranje čipova nastavlja, usprkos nekim kašnjenjima.
Najava Broadwela malo je zakasnila. U početku je Intel planirao isporučiti čipove do kraja 2013. godine, a već sada je puna linija proizvoda od 14 nm prijenosnih računala. No, Intel je prošli tjedan dao puno detalja koji su pokazali da je postigao velik napredak na 14 nm, s time da su specifikacije izgledale bolje nego što su mnogi očekivali.
Kao što je najavljeno na izložbi Computex u lipnju, prvi Intelov prvi 14nm čip bit će Broadwell-Y, pri čemu Y stoji za verziju čipa s najmanjom snagom, a plasira se pod imenom Core M. Ovaj čip bio je fokus prošlog tjedna najava, u kojoj su detaljno opisane mnoge specifikacije o čipu i Intelovom 14nm procesu, koji uključuje drugu generaciju onoga što tvrtka naziva svojim tranzistorima "Tri-gate" (koje drugi ljudi zovu FinFET-ovi.)
Praktični rezultat ovih čipova je da će oni omogućiti ventilacijske tablete i prijenosna računala debljine manje od 9 mm, čime će Core dizajn donijeti bez ventilatorskih sustava. Prema Raniju Borkaru, Intelovom potpredsjedniku platforme inženjeringa, Intel je udvostručio performanse jezgre CPU-a između 2010. i 2014., povećao grafičke performanse za sedam puta i smanjio potrebe za električnom energijom za 4 puta, omogućujući sustavima s pola baterije, ali dvostruko baterijom život.
Predstavljajući mnoge tehničke detalje, Intel-ov stariji suradnik Mark Bohr pokazao je kako se tranzistori skaliraju u gotovo svim dimenzijama, kao što je prikazano na gornjem dijapozitivu. Neka su mjerenja bila na snimci Moore's Law, neka su bila bolja, neka su bila nešto lošija, ali kombinacija izgleda vrlo snažno. (Imajte na umu da je oznaka procesnog čvora izvorno bila najmanja veličina, a ako bi se nagib vrata smanjio na skali od 0, 7, dobili biste da se tranzistori smanje na pola.) Zanimljivo je da visina pera tranzistora iznosi veće u novom procesu (sada 42 nm, u usporedbi s 34 nm), što rezultira višim i tanjim perajima, što bi trebalo rezultirati boljim performansama i manjim propuštanjem.
Sveukupno, Bohr je rekao da će se veličina SRAM memorijske ćelije na CPU-u (jedna od standardnih ćelija koja se koristi u dizajnu čipova) smanjiti sa.108 um 2 na.0588 um 2, što je smanjenje za 54 posto. A što se tiče područja logike čipa, skaliranje se nastavlja poboljšavati na 0, 53x po generaciji. (To je vrlo impresivno, s obzirom na probleme u skaliranju čipova, pogotovo jer postupak i dalje koristi imerzijsku litografiju, jer je Extreme ultraljubičasto ili EUV litografija još uvijek daleko.) Kao rezultat toga, rekao je da Intel ima "istinskih 14nm", koje isporučuje i gušće i brže od onih koje druge ljevaonice nazivaju 14 nm ili 16 nm.
Bohr je rekao da svaka generacija nastavlja poboljšavati performanse, aktivnu snagu i performanse po vatu. U stvari, Bohr je rekao da, iako Intel povećava performanse po vatu brzinom od 1, 6 x sa svakom novom generacijom, Broadwell-Y će pružiti više nego dvostruko veće performanse po vatu u usporedbi s trenutnom generacijom zbog druge generacije tri generacije tranzistora, agresivnije fizičko skaliranje, uska suradnja procesnih i inženjerskih timova i poboljšanja mikroarhitekture.
Jedno od velikih pitanja koja su postavljali mnogi analitičari u vezi s Mooreovim zakonom je uvjerenje da, iako će novi procesni čvorovi moći staviti više tranzistora u isti prostor, troškovi izrade tranzistora neće se i dalje smanjivati, dijelom zato što će u 20nm i nižim postupcima biti potrebno dvostruko uzorkovanje pomoću imerzijske litografije. Ali Bohr je pokazao dijapozitive koji pokazuju kako trošak po tranzistoru i dalje pada, rekavši da su neke nove tehnike pomogle u smanjenju troškova za više od uobičajenog na ovom čvoru. "Za Intele, cijena po tranzistoru i dalje se smanjuje, ako išta po malo većoj brzini koristeći ovu tehnologiju od 14 nm", rekao je.
Dok je prinos na 14 nm u početku bio ispod prinosa od 22 nm (čime je pridonio kašnjenju), Bohr je rekao da su prinosi sada "u zdravom rasponu" i poboljšavaju se, jer će se ove godine proizvoditi 14 nm proizvodi u Oregonu i Arizoni, te u Irskoj sljedeće godine., Za tvrtku Broadwell Y, Intel je rekao kako je kombinacija procesne tehnologije i dizajna omogućila dvostruko veću uštedu električne energije od tradicionalne skaliranja. Neke od promjena uključuju optimizaciju čipa za performanse niskog napona. Sveukupno, paket (koji uključuje matricu i okolnu ploču) trebao bi zauzimati oko 25 posto niže površine ploče od dijelova Haswell U / Y (male snage), sa smanjenjem u svim dimenzijama.
Stephan Jourdan, Intelov suradnik iz platforme Engineering Engineering Group, rekao je da će sama jezgra CPU-a osigurati oko 5 posto poboljšanja uputa u jednom niti u jednom ciklusu, dok čip nudi značajnija poboljšanja u grafičkoj i medijskoj obradi (poput 20 posto više računanja i do dvostruko bolje kvalitete videozapisa). Uz to, sada uključuje podršku za 4K rezolucije, kao i najaktuelnije softverske upravljačke programe DirectX i Open CL, rješavajući problem koji je Intelova integrirana grafika dosad imala.
Core M sustavi koji koriste 14nm Broadwell Y čip trebali bi se pojaviti na tržištu u vrijeme blagdana, a ostali članovi Broadwell obitelji sada su predviđeni za prvu polovicu 2015. Više detalja vjerojatno će se naći na Intel Developer Forumu sljedećeg mjeseca.
Ostale vijesti o velikim čipovima pomalo su ukopane u priče o Galaxyu Alpha. Samsung je rekao da će mnogi modeli telefona koristiti svoj novi sustav Exynos 5 Octa (Exynos 5430) na čipu (SoC) proizveden u 20-metarskom procesu metala s visokim k / metalnim vratima. Iako ovaj čip nema radikalno nove CPU-ove značajke s ranije 28nm verzije Exynos 5 Octa, s četiri 32-bitna ARM Cortex-A15 čipa koji rade do 1, 8 GHz i četiri Cortex-A7 čipa koji rade na do 1, 3 GHz u velikoj. LITTLE konfiguraciji, značajno je to što je prva isporuka ARM čipa pomoću 20nm procesa, za koji Samsung tvrdi da će omogućiti 25 posto manju potrošnju energije. Pored toga, sada podržava zaslone do 2.560 do 1.600 piksela i ima matično H.265 dekodiranje. (Napomena. Američke verzije telefona će umjesto toga koristiti Qualcomm Snapdragon 801, pri čemu američki prijevoznici uglavnom podržavaju Qualcommovu LTE tehnologiju.)
Opet, ono što ovo čini jedinstvenim je 20nm aplikacijski procesor, koji je, čini se, prvi isporučen (izvan Intelovog 22nm procesa). Takvi čipovi su se očekivali i ranije, ali dok Qualcomm ima 20nm modem, njegov 20nm Snapdragon 810 aplikacijski procesor očekuje se tek u prvoj polovici 2015. S druge strane, postoje glasine da će Apple najaviti i isporučiti 20nm A8 procesor za svoj nadolazeći iPhone 6.
