Новости про производство и процессоры

Этот анонс был сделан в ходе конференции IFS Direct Connect. Было отмечено, что он придёт на смену техпроцессу 14A, который будет доступен в 2026 году, при этом 10A предложит значительные усовершенствование в технологии производства.

Также в 2027 Intel планирует масштабировать процесс 14A, привлекая для этого машины high-NA-EUV от ASML. Они должны обеспечить уменьшение размеров транзисторов и более точное их размещение. Эта версия технологии будет называться 14A-E.

Буква «A» в названии технологии, без сомнения, означает не только переход на ангстремы в измерении размеров транзисторов, но и прозрачно намекает, что Intel собирается быть в технологическом авангарде. Конкретных деталей об этих процесс пока не называлось. Было сказано лишь об их высокой энергоэффективности и производительности, то, что мы и так слышим на каждом технологическом рывке.

Дело в том, что по данным самой TSMC, плотность кэш-памяти SRAM в новой технологии 3NE будет точно такой же, как и у 5 нм предшественника.

Более совершенная версия 3NB является более нишевой, и она уже будет иметь некоторое масштабирование SRAM, правда, всего на 5% по сравнению с 5 нм. При этом транзисторы в ядрах будут уменьшены в традиционные 1,6—1,7 раза, хотя этот процесс весьма сложен и эти цифры говорят о Законе Мура весьма приближённо.

Проблема заключается в том, что уменьшить размер процессора, не уменьшая физический размер кэша — невозможно. Процессор настолько большой, насколько большой у него кэш. Место на кристалле, занятое кэшем, не может быть использовано под размещение логики, а учитывая рост числа логических транзисторов производителям микросхем нужно продолжать наращивать размер кэша, чтобы избежать узкого места, связанного с памятью.

И размер транзисторов, с каждым производственным поколением, продолжает сокращаться, а вот компенсировать увеличение кэша за счёт уменьшения SRAM — не удаётся. И именно этот процесс может стать началом конца Закона Мура.

Она хочет стать первоклассным производителем, конкурируя с TSMC и Samsung в производстве для третьих заказчиков, не имеющих своих фабрик, таких как AMD и NVDIA.

«У нас, на площадке в Огайо, были множество директоров бесфабричных компаний, и я сказал: „Этот производственный модуль прямо здесь, я хочу поместить ваш логотип на него, и я хочу говорить, что это было сделано здесь“», — сообщил исполнительный директор Intel Пэт Гэлсингер изданию The Verge. На вопрос журналистов, собирается ли Intel размещать логотип AMD на стене завода, он сообщил: «Эй, если они выберут сотрудничество с нами, я буду восхищён этим. И это правильный подход на данном уровне. Это большие инвестиции, и они важны для технологии — они объединяют технологические сообщества».

И это правда. Для того, чтобы Intel стала мощным производителем микросхем, она должна открываться для всех возможных заказчиков, включая конкурентов. Это значит, что со временем NVIDIA и AMD, будучи конкурентами Intel, должны иметь возможность заказывать производство у последней.

Ну а пока, Intel продолжает совершенствовать своё производство и расширяет предприятия, становясь эквивалентом TSMC на территории США и Европы.

Очевидно, чтобы снизить путаницу и представить себя в лучшем свете, компания решила переходить на новые имена.

Отныне, вместо Enhanced SuperFin, компания будет производить микросхемы по технологии Intel 7. Эта технология, с виртуальным размером элементов 7 нм, позволит увеличить соотношение производительность к ватту на 10—15% по сравнению с 10 нм, обеспечит оптимизацию транзисторов FinFET. Эти микросхемы уже находятся в массовом производстве и на потребительском рынке появятся под именем Alder Lake.

После представления CPU по технологии Intel 7 в этом году, компания перейдёт к Intel 4, которую раньше компания называла 7 нм процессом. Эта технология даст 20% прирост производительности на ватт, будет полноценно использовать экстремальную ультрафиолетовую литографию и будет реализована в процессорах Meteor Lake для потребителей и Granite Rapids для ЦОД.

Следующим этапом станет Intel 3, с 18% приростом производительность на ватт по сравнению с Intel 4, а также с библиотекой Denser HP, увеличенными внутренними токами, сниженным сопротивлением, увеличенным использованием EUV. Процессоры, изготовленные по процессу Intel 3 появятся во второй половине 2023 года.

Следующим этапом станет Intel 20A. 20A означает условные 20 ангстрем, то есть 2 нм. Эта технология будет использовать архитектуру транзисторов RibbonFET, которые заменят FinFET, а также позволит использовать новую технологию связей PowerVia. Технология PowerVia будет доступна в 2024 году, в то время как RibbonFET появится в I квартале 2024 года.

Далее компания планирует выпустить технологию Intel 18A, которая «в разработке на начало 2025 года».

Как и следует ожидать, новая технология обеспечит множество преимуществ в энергоэффективности и производительности, что характерно для переходов на новые более тонкие техпроцессы.

Процессор IBM, изготовленный по 2 нм нормам, может вмещать до 50 миллиардов транзисторов и обеспечивает на 45% большую производительность и на 75% меньшее энергопотребление, чем современны 7 нм чипы.

Главные преимущества 2 нм технологии названы самой IBM:

• Продление автономной работы смартфонов в 4 раза, зарядка будет требоваться раз в 4 дня.
• Уменьшение углеродного следа центров обработки данных, которые потребляют 1% энергии, производимой в мире. Оснащение этих серверов 2 нм чипами позволит заметно снизить эту величину.
• Разительное ускорение функционирования ноутбуков, от более быстрой обработки приложений до языковых переводов и более быстрого подключения к Интернету.
• Более быстрое выявление объектов и реакции в системах беспилотных автомобилей.

Примечательно, что ранее IBM также самой первой в мире представляла 7 нм и 5 нм технологии. Таким образом, компания продолжила свою лидерскую тенденцию и с 2 нм процессом.

Это значит, что первые процессоры по 7 нм нормам появятся лишь в 2022 году. Переход компании на 10 нм технологию нельзя назвать успешным. Финансовый директор компании Джордж Дэвис отмечает, что 10 нм технология, по которой изготавливают процессоры Ice Lake, далеко не лучшая. Она обладает «меньшей продуктивностью, чем 14 нм, меньшей продуктивностью, чем 22 нм. Это не будет надёжная технология, как ожидали люди в сравнении с 14 нм, или что они увидят в 7 нм».

Проблема заключается в том, что Intel не может поднять частоты, и выход годных блинов ниже, чем у 14 нм процесса. Процессоры Ice Lake конкурируют с 14 нм Comet Lake, и имеют лишь преимущества в графике.

Теперь компания планирует стать более агрессивной. Она уже несколько лет использует сторонние производства для системной логики.

Теперь же исполнительный директор компании Боб Свон ищет более «прагматичный» подход к использованию сторонних производителей. Это значит, что компания будет заказывать у сторонних производителей более критичные компоненты, такие как GPU или даже CPU.

Настольные процессоры Intel Alder Lake, изготовленные по 10 нм нормам, появятся на рынке во второй половине 2021 года.

По имеющимся данным, данный процесс позволит на 45% сократить занимаемую микросхемой площадь и увеличить производительность на 15% по сравнению с нынешними 7 нм чипсетами.

У компании уже готова технология 7 нм+. Она предлагает снижение энергопотребления на 6—12 процентов и позволяет увеличить плотность транзисторов на 20%, по сравнению с нынешним 7 нм процессом. Микросхемы, изготовленные по технологии 7 нм+, будут доступны уже в этом году.

На обновлённую технологию уже есть заказчики. В первую очередь — Apple, которая заказывает процессоры для iPhone эксклюзивно у TSMC. Также по этому процессу будут изготавливать новые топовые SoC Snapdragon по заказу Qualcomm.

Следующее поколение, 5 нм+, также находится на этапе разработки. Рисковое производство по этой технологии планируется на первый квартал 2020 года, а массовое производство — на 2021 год.

Учитывая, что новые флагманские процессоры компании Core i9-9900K, Core i7-9700K и Core i5-9600K, будут выпущены 8 октября, Intel не увидела других путей, как открыть ещё одну производственную площадку во Вьетнаме.

В пресс-релизе компании говорится: «Для того, чтобы гарантировать постоянные поставки процессоров… Intel добавит дополнительные производственные территории для опытных/завершённых товаров. Новая зона расположена во Вьетнаме. Новая производственная зона стала сертифицированным эквивалентом (по форме, размерам, функциям и надёжности) продуктам и технологиям компании».

Стоимость создания микросхем менее 10 нм относительно велика. Недавно HiSilicon планировал потратить как минимум 300 миллионов долларов на разработку 7 нм SoC нового поколения. Разработчики, лишённые производств, боятся тратить большие деньги на до-10 нм процессы, сомневаясь, что в будущем эти затраты окупятся.

К примеру, Qualcomm и MediaTek вместо разработки 7 нм SoC, решили заняться модернизацией своих средне-верхних решений, которые будут выпущены по 14/12 нм процессу. Обе компании задаются вопросом, есть ли необходимость в переходе на 7 нм производство.

Что касается самих производителей, то TSMC и Samsung Electronics уже представили дорожные карты с 7 нм микросхемами. В UMC решили сместить фокус на зрелые и специализированные процессы. Примерно по тому же пути решили двигаться и в GlobalFoundries, закрыв свою 7 нм программу. Крупнейший производитель чипов, компания Intel, и вовсе увязла в 14 нм технологии, уже опаздывая с 10 нм процессом на 3 года.

По информации DigiTimes Research такой подход поведёт их по другому пути развития, отличному от Intel и TSMC.

Технология UTB использует меньшее прямое и рабочее напряжение, а также обеспечивает лучшее энергосбережение. Кроме того, она требует меньших операционных затрат, чем FinFET. Надо отметить, что технологией заинтересована не только китайская HH Grace Semiconductor, но и Globalfoundries, Samsung и STMicroelectronics.

Обобщённый доход в лагере UTB окажется меньшим, чем отмеченный TSMC, однако производители по технологии UTB обладают меньшими заказами на чипы со средней и низкой ценой, и не могут сравняться с объёмами продаж процесса FinFET, что ставит перед UTB отчётливые цели.

Аналитики также отмечают, что поставщики чипов, выпускающие дорогие и высокопроизводительные чипы, хотят изготавливать свои процессоры на заводах с технологией FinFET.