Istražite glavne vijesti konferencije krugovačkih krugova (isscc)

U posljednje vrijeme mnogo smo čuli kako Mooreov zakon usporava, a iako to u nekim slučajevima izgleda istinito, u drugim dijelovima poluvodičkih poslova napredak je u tijeku. Na prošlotjednoj Međunarodnoj konferenciji krutih krugova (ISSCC) činilo se da su veliki trendovi čipova oko korištenja novih materijala, novih tehnika i novih ideja kako bi se gustoća tranzistora povećala i poboljšala energetska učinkovitost. Naravno, to baš i nije vijest. To smo vidjeli kroz razgovore o proizvodnji logičkih čipova na novim 7nm procesima, stvaranju 512Gb 3D NAND čipova i raznim novim procesorima.

Dizajneri čipova razmatraju nove strukture i materijale za tranzistore, kao što je prikazano na gornjem dijapozitivu iz TSMC-a. Bilo je i puno rasprava o novim alatima za izradu tranzistora, uključujući napredak litografije poput EUV-a i usmjerene samo-montaže i nove načine pakiranja višestrukih umiru zajedno.

Prije kopanja u detalje, ostaje mi prilično nevjerojatno koliko je daleko došla čip industrija i koliko su proširivi čipovi postali u našem svakodnevnom životu. CTO tvrtke Texas Instruments Ahmad Bahai istaknuo je u svom izlaganju da je 2015. godine industrija prodala prosječno 109 čipova za svaku osobu na planeti. Njegov je razgovor bio fokusiran na to kako umjesto na tržištima kojima dominira jedna aplikacija - prvo PC-i, zatim mobiteli - industrija se sada mora više usredotočiti na "sve pametnije", jer različite vrste čipova pronalaze svoj put u ogromnom broju aplikacija,

Ipak, industrija se suočava s velikim izazovima. Broj tvrtki koje mogu priuštiti izgradnju vrhunskih logičkih tvornica za proizvodnju smanjio se sa dvadeset i dvije na 130 nm čvoru na samo četiri tvrtke danas na 16 / 14nm čvoru (Intel, Samsung, TSMC i GlobalFoundries), novim postupkom tehnologija košta više milijardi, a nove pogone koštaju čak i više. Zaista, prošlog tjedna Intel je rekao da će potrošiti 7 milijardi dolara za razvoj 7nm na školjci fablova izgrađenog prije nekoliko godina u Arizoni.

Ipak, bilo je brojnih prezentacija o planovima različitih kompanija za prelazak na 10nm i 7nm procese.

TSMC je predstavio svoj 10nm proces, a prvi najavljeni čip bio je Qualcomm Snapdragon 835, koji bi uskoro trebao izaći. TSMC je možda najudaljeniji kada zapravo komercijalizira ono što naziva procesom 7nm, a na ISSCC-u je opisao funkcionalni 7nm SRAM test čip. Za ovo će se koristiti sada standardni koncept tranzistora FinFET, ali s nekim strujni krug tehnike kako bi se pouzdano i efikasnije radilo na manjoj veličini. Konkretno, TSMC kaže da će proizvesti prvu verziju svojih 7nm čipova pomoću imerzijske litografije, umjesto da čeka EUV kao većina njegovih konkurenata.

Podsjetimo da ono što jedan od glavnih proizvođača naziva 7nm uvelike varira, pa je po gustoći moguće da će TSMC 7nm proces biti sličan Intelovom narednom 10nm procesu.

Samsung također radi na 7nm, a tvrtka je jasno dala do znanja da planira pričekati EUV. Na izložbi je Samsung govorio o prednostima EUV litografije kao i o napretku koji je postigla u korištenju te tehnologije.

3D NAND

Neke od zanimljivijih najava pokrivale su 512Gb 3D NAND bljeskalicu i pokazale koliko brzo raste gustoća NAND bljeskalice.

Western Digital (koji je stekao SanDisk) govorio je o uređaju s bljeskalicom 3D NAND od 512 Gb koji je najavio prije predstavljanja i objasnio kako ovaj uređaj i dalje povećava gustoću takvih čipova.

Ovaj određeni čip koristi 64 sloja memorijskih ćelija i tri bita po ćeliji kako bi postigao 512Gb na matrice koja mjeri 132 kvadratna milimetra. Nije baš gust kao Micron / Intel 3D NAND dizajn, koji koristi drugačiju arhitekturu s perifernim krugom ispod polja (CuA) da bi dosegao 768Gb na umrezi od 179 kvadratnih milimetara, ali to je lijep korak naprijed. WD i Toshiba rekli su da je mogla poboljšati pouzdanost i ubrzati vrijeme čitanja za 20 posto i dostići brzinu protoka zapisi od 55 megabajta u sekundi (MBps). To je u pilot proizvodnji, a zbog količinske proizvodnje u drugoj polovici 2017. godine.

Da ne treba pretjerati, Samsung je pokazao svoj novi 64-slojni 512Gb 3D NAND čip, godinu dana nakon što je pokazao 48-slojni uređaj od 256 Gb. Tvrtka je napravila veliku točku pokazujući da je, dok je gustoća područja 2D NAND bljeskalja rasla 26 posto godišnje od 2011. do 2016., od uvođenja tri godine uspjela povećati gustoću arela 3D NAND bljeskalice za 50 posto godišnje. prije.

Samsungov 512Gb čip, koji također koristi tehnologiju od tri bita po ćeliji, ima matricu od 128, 5 kvadratnih milimetara, što ga čini nešto gušću od WD / Toshiba dizajna, iako ne baš tako dobar kao dizajn Micron / Intel. Samsung je proveo veći dio svog razgovora opisujući kako je upotreba tanjih slojeva predstavila izazove i kako je stvorila nove tehnike za rješavanje problema pouzdanosti i snage stvorenih pomoću ovih tanjih slojeva. Kazalo je da je vrijeme čitanja 60 mikrosekundi (149MBps uzastopno čitanje), a protok zapisa je 51MBps.

Jasno je da sva tri velika NAND flash kampa prave dobar postupak, a rezultat bi trebao biti gušći i na kraju jeftinija memorija od svih njih.

Nove veze

Jedna od tema koja mi se u posljednje vrijeme čini najzanimljivijom jest koncept ugrađenog multi-die interconnect mosta (EMIB), alternativa drugim takozvanim 2.5D tehnologijama koje kombiniraju višestruke umrijeti u paketu s jednim čipom koji je jeftiniji, jer ne zahtijeva silikonski interposer ili silikonske vias. U emisiji Intel je o tome govorio opisujući 14nm 1GHz FPGA koji će imati matricu od 560 mm ² okružen šest primopredajnika 20 nm die, koji se proizvode zasebno, čak i po mogućnosti na drugim tehnologijama. (Ovo je vjerojatno Stratix 10 SoC.) No, postalo je zanimljivije kasnije tijekom tjedna, jer je Intel opisao kako će koristiti ovu tehniku ​​za stvaranje Xeon server čipova na 7nm, a treća generacija 10 nm.

Procesori na ISSCC

ISSCC je vidio mnoštvo najava o novim procesorima, ali umjesto na najave čipa, fokus je bio na tehnologiji koja zapravo postaje čipovi što bolji. Zanimalo me je vidjeti nove detalje za brojne dugo očekivane čipove.

Očekujem da će se uskoro isporučiti novi Ryzen čipovi koji koriste AMD-ovu novu ZEN arhitekturu, a AMD je dao puno više tehničkih detalja o dizajnu jezgre Zen i različitih predmemorija.

Ovo je 14nm FinFET čip zasnovan na osnovnom dizajnu koji se sastoji od jezgrskog kompleksa s 4 jezgre, 2MB predmemorije razine 2 i 8MB 16-smjenskog asocijativnog keša razine 3. Tvrtka kaže da je osnovna frekvencija za 8 jezgre, 16-navoj verzija će biti 3.4GHz ili viša, a čip nudi više od 40 posto poboljšanja uputa po ciklusu (IPC) u odnosu na prethodni AMD dizajn.

Rezultat je nova jezgra za koju tvrdi AMD je učinkovitiji od Intelovog trenutnog 14nm dizajna, iako ćemo, naravno, morati pričekati finalne čipove da bismo vidjeli prave performanse.

Kao što je prethodno opisano, počet će biti dostupan u stolnim čipovima poznatim kao Summit Ridge, a planira se pojaviti u roku od nekoliko tjedana. Verzija poslužitelja poznata kao Napulj trebala bi izaći u drugom tromjesečju, a APU s integriranom grafikom prvenstveno za prijenosna računala trebao bi se pojaviti krajem ove godine.

IBM je dao više detalja o Power9 čipovima koje je debitirao na Hot Chipsu, dizajniranim za poslužitelje vrhunskih klasa, a sada je opisano da su "optimizirani za kognitivno računanje". Riječ je o 14 nm čipovima koji će biti dostupni u verzijama za obje vanjske ljestvice (s 24 jezgre koje mogu podnijeti 4 istodobna navoja) ili razmjerom gore (s 12 jezgara koje mogu podnijeti 8 istodobnih niti.) Čipovi će podržavati CAPI (Coherent Accelerator Processor Sučelje) uključujući CAPI 2.0 koristeći PCIe Gen 4 veze pri 16 gigabita u sekundi (Gbps); i OpenCAPI 3.0, dizajniran za rad do 25Gbps. Pored toga, on će raditi s NVLink 2.0 za povezivanje s Nvidia GPU akceleratorima.

MediaTek je dao pregled svog nadolazećeg Helio X30, 10-jezgrenog mobilnog procesora od 2, 8 GHz, koji se istaknuo po tome što je prvi proizveden u kompaniji na 10 nm procesu (vjerojatno u TSMC-u).

Ovo je zanimljivo jer ima tri različita jezgra: prvi ima dvije ARM Cortex-A73 jezgre koje rade na 2.8GHz, dizajnirane za brzo rukovanje teškim zadacima; drugi ima četiri jezgre A53 2, 5 GHz, dizajnirane za većinu tipičnih zadataka; a treća ima četiri jezgre A35 2, 0 GHz, koje se koriste kada telefon miruje ili za vrlo lagane zadatke. MediaTek kaže kako je klaster A53 male snage 40 posto učinkovitiji od klasičnog A73 klastera velike snage, a da je klaster A35 ultra male snage 44 posto učinkovitiji od klastera male snage.

Na izložbi je bilo puno akademskih radova na teme poput čipova posebno dizajniranih za strojno učenje. Siguran sam da ćemo vidjeti mnogo veći naglasak na ovom ideju naprijed, od GPU-a do pasivno paralelnih procesora dizajniranih za rukovanje 8-bitnim računanjem, do neuromorfnih čipova i prilagođenih ASIC-ova. To je urođeno polje, ali ono koje trenutno privlači zadivljujuću pažnju.

Štoviše, najveći izazov može biti prijelaz na kvantno računanje, a to je posve drugačiji način rada na računarstvu. Iako primjećujemo još investicija, čini se da je daleko od postajanja mainstream tehnologija.

U međuvremenu se možemo veseliti puno novih novih čipsa.

Michael J. Miller glavni je informatički službenik u privatnoj investicijskoj tvrtki Ziff Brothers Investments. Miller, koji je bio glavni urednik PC Magazina od 1991. do 2005., napisao je ovaj blog za PCMag.com kako bi podijelio svoja razmišljanja o proizvodima koji se odnose na PC. Savjet za ulaganja ne nudi se na ovom blogu. Sve se dužnosti odbacuju. Miller radi odvojeno za privatnu investicijsku tvrtku koja u bilo kojem trenutku može uložiti u tvrtke o čijim se proizvodima govori na ovom blogu i neće biti objavljeno transakcije s vrijednosnim papirima.