Intels Prozess-Roadmap bis 2025: Intel 7, 4, 3, 20A und 18A erklärt

Intel hat gerade seine Meteor-Lake-Laptop-Prozessoren zusammen mit einem Raptor-Lake-Refresh vorgestellt und damit ein erneutes Bekenntnis zur Prozessknoten-Roadmap des Unternehmens, die es erstmals im Jahr 2021 veröffentlichte. In dieser Roadmap gibt das Unternehmen an, dass es in vier Jahren fünf Knoten räumen will, was seit Jahren keinem anderen Unternehmen gelungen ist. Intels eigene Roadmap besagt, dass das Unternehmen im Jahr 2025 die „Prozessführerschaft“ erreichen will. Prozessführerschaft bedeutet nach Intels Maßstäben die höchste Leistung pro Watt. Wie sieht der Weg dorthin aus?

Intels Roadmap bis 2025: Ein kurzer Überblick

In der obigen Roadmap hat Intel den Übergang zu Intel 7 und Intel 4 abgeschlossen, wobei Intel 3, 20A und 18A in den nächsten Jahren folgen werden. Als Referenz nennt das Unternehmen seinen 10-nm-Prozess Intel 7 und seinen 7-nm-Prozess Intel 4. Der Ursprung der Namen (auch wenn man argumentieren könnte, dass sie irreführend sind) liegt darin, dass Intel 7 eine sehr ähnliche Transistordichte wie TSMCs 7-nm-Transistordichte aufweist, obwohl Intel 7 auf einem 10-nm-Prozess basiert. Das Gleiche gilt für Intel 4, wobei WikiChip tatsächlich zu dem Schluss kommt

Intel 4 wird höchstwahrscheinlich etwas dichter sein als der 5-nm-N5-Prozess von TSMC.

Vor diesem Hintergrund werden die Dinge bei 20 A und 18 A sehr interessant. 20A (der 2-nm-Prozess des Unternehmens) soll der Ort sein, an dem Intel „Prozessparität“ erreichen und mit Arrow Lake debütieren wird und die erste Verwendung von PowerVia und RibbonFET durch das Unternehmen, und dann werden 18 A 1,8 nm sein, wobei sowohl PowerVia als auch RibbonFET verwendet werden. zu. Eine detailliertere Aufschlüsselung finden Sie in der Tabelle, die ich unten erstellt habe.

Damals, als es noch planare MOSFETs gab, waren Nanometermessungen noch wichtiger, da sie objektiv waren Messungen, aber die Umstellung auf die 3D-FinFET-Technologie hat Nanometermessungen zu reinem Marketing gemacht Bedingungen.

Intel 7: Wo wir jetzt sind (irgendwie)

Intel 7 ist das, was früher als Intel 10nm Enhanced SuperFin (10 ESF) bekannt war, und das Unternehmen benannte es später in Intel um 7, was im Wesentlichen ein Versuch war, sich an die Namenskonventionen der restlichen Fabrikation anzupassen Industrie. Auch wenn man argumentieren könnte, dass es irreführend ist, sind Nanometermessungen in Chips zum jetzigen Zeitpunkt nichts anderes als Marketing, und das schon seit einigen Jahren.

Intel 7 ist der letzte Prozess von Intel, der Deep Ultraviolett Lithographie (DUV) verwendet. Intel 7 wurde für die Produktion von Alder Lake, Raptor Lake und dem kürzlich angekündigten Raptor Lake Refresh verwendet, das neben Meteor Lake eingeführt wurde. Meteor Lake wird jedoch auf Intel 4 produziert.

Intel 4: Die nahe Zukunft

Intel 4 ist die nahe Zukunft, es sei denn, Sie sind ein Laptop-Benutzer. In diesem Fall ist es die Gegenwart. Meteorsee basiert auf Intel 4... meistens. Die Rechenkachel der neuen CPUs von Meteor Lake basiert auf Intel 4, die Grafikkachel basiert jedoch auf TSMC N3. Diese beiden Kacheln (zusammen mit der SoC-Kachel und der I/O-Kachel) werden mithilfe der Foveros 3D-Verpackungstechnologie von Intel integriert. Dieser Prozess wird üblicherweise als Disaggregation bezeichnet und das AMD-Äquivalent wird als Chiplet bezeichnet.

Eine wesentliche Änderung von Intel 4 besteht jedoch darin, dass es der erste Herstellungsprozess von Intel ist, der extreme Ultraviolett-Lithographie nutzt. Dies ermöglicht einen höheren Ertrag und eine Flächenskalierung zur Maximierung der Energieeffizienz. Wie Intel es ausdrückt, verfügt Intel 4 im Vergleich zu Intel 7 über die doppelte Flächenskalierung für leistungsstarke Logikbibliotheken. Es handelt sich um den 7-nm-Prozess des Unternehmens, der wiederum in etwa den Fähigkeiten dessen ähnelt, was andere Fertigungsbetriebe in der Branche als ihre eigenen 5-nm- und 4-nm-Prozesse bezeichnen.

Intel 3: Verdoppelung gegenüber Intel 4

Intel 3 ist ein Nachfolger von Intel 4, bringt jedoch einen erwarteten Leistungszuwachs von 18 % pro Watt gegenüber Intel 4 mit sich. Es verfügt über eine dichtere Hochleistungsbibliothek, ist aber bislang nur für die Nutzung in Rechenzentren mit Sierra Forest und Granite Rapids gedacht. Sie werden diese derzeit in keinem Consumer-CPU sehen. Wir wissen nicht viel über diesen Knoten, aber da er viel stärker auf Unternehmen ausgerichtet ist, müssen sich normale Verbraucher nicht allzu sehr darum kümmern.

Intel 20A: Prozessparität

Intel weiß, dass es bei den Herstellungsprozessen etwas hinter dem Rest der Branche zurückliegt In der zweiten Hälfte des Jahres 2024 soll Intel 20A für seinen Arrow Lake verfügbar und in Produktion sein Prozessoren. Dabei werden auch PowerVia und RibbonFET des Unternehmens vorgestellt, wobei RibbonFET einfach ein anderer Name (von Intel) für einen Gate All Around Field-Effect Transistor oder GAAFET ist. TSMC wechselt für seinen 2-nm-N2-Knoten zu GAAFET, während Samsung mit seinem 3-nm-3GAE-Prozessknoten darauf umsteigt.

Das Besondere an PowerVia ist, dass es die Stromversorgung auf der Rückseite des gesamten Chips ermöglicht, wobei Signalleitungen und Stromleitungen getrennt und separat optimiert werden. Mit der Frontside-Stromversorgung, die mittlerweile der Standard der Branche ist, gibt es viel Potenzial dafür Es kommt zu Engpässen aufgrund des Platzbedarfs, aber auch zu Problemen wie der Integrität der Stromversorgung und dem Signal Interferenz. PowerVia trennt Signal- und Stromleitungen, was theoretisch zu einer besseren Stromversorgung führt.

Backside Power Delivery ist kein neues Konzept, aber seine Umsetzung stellt seit einigen Jahren eine Herausforderung dar. Wenn man bedenkt, dass sich die Transistoren in PowerVia jetzt in einer Art Sandwich zwischen Stromversorgung und Signalisierung befinden (und Transistoren sind das). der am schwierigsten herzustellende Teil eines Chips ist, da er das größte Fehlerpotenzial birgt), dann produzieren Sie den schwierigsten Teil des Chips nach Sie haben bereits Ressourcen für die anderen Teile bereitgestellt. Hinzu kommt, dass Transistoren dort sind, wo die meiste Wärme in einer CPU erzeugt wird, wo Sie nun eine CPU kühlen müssen durch eine Schicht entweder der Stromversorgung oder der Signalübertragung, und Sie werden sehen, warum sich die Technologie als schwierig erwiesen hat Rechts.

Dieser Knoten soll gegenüber Intel 3 eine Leistungssteigerung von 15 % pro Watt aufweisen.

Intel 18A: Blick in die Zukunft

Intels 18A ist mit Abstand der fortschrittlichste Knoten, über den es zu sprechen gibt, und die Produktion soll in der zweiten Hälfte des Jahres 2024 beginnen. Daraus sollen eine zukünftige Consumer-Lake-CPU und eine zukünftige Rechenzentrums-CPU entstehen, mit einer Leistungssteigerung von bis zu 10 % pro Watt. Zu diesem Zeitpunkt wurden noch nicht viele Details darüber bekannt gegeben, und es handelt sich um RibbonFET und PowerVia.

Das Einzige, was sich seit der ersten Vorstellung dieses Knotens geändert hat, ist, dass er ursprünglich High-NA-EUV-Lithographie verwenden sollte, was jedoch nicht mehr der Fall ist. Ein Grund dafür ist, dass Intels 18A-Knoten etwas früher als ursprünglich erwartet auf den Markt kommt und das Unternehmen ihn auf Ende 2024 statt auf 2025 verschiebt. Da ASML, das niederländische Unternehmen, das EUV-Lithografiemaschinen herstellt, im Jahr 2025 immer noch seinen ersten High-NA-Scanner (den Twinscan EXE: 5200) ausliefert, bedeutete das, dass Intel ihn für 2024 überspringen musste. Für alles EUV, Unternehmen haben Um übrigens zu ASML zu gehen, gibt es keine Alternative.

Intels Roadmap ist ehrgeizig, doch bisher hält das Unternehmen daran fest

Wenn man nun Intels Roadmap für die nächsten Jahre versteht, kann man zu Recht sagen, dass sie absolut ehrgeizig ist. Intel selbst bewirbt es mit „fünf Knoten in vier Jahren“, da sie wissen, wie beeindruckend das ist. Auch wenn Sie damit rechnen müssen, dass es auf dem Weg zu Problemen kommen kann, bestand die einzige Änderung, seit Intel diesen Plan im Jahr 2021 erstmals vorgestellt hat, darin, Intel 18A einzuführen nach vorne zu einem noch früheren Start. Das ist es. Alles andere ist gleich geblieben.

Ob Intel seine progressiven Ergänzungen auch in Zukunft beibehalten wird, bleibt abzuwarten, aber es ist ein gutes Zeichen, dass die Die einzige Änderung, die das Unternehmen vornehmen musste, bestand darin, seinen fortschrittlichsten Knoten noch früher als erwartet auf den Markt zu bringen. Es ist zwar nicht klar, ob Intel auch dann noch ein ernstzunehmender Konkurrent von TSMC und Samsung sein wird Wenn es um fortgeschrittenere Prozesse geht (besonders wenn es um RibbonFET geht), sind wir durchaus zuversichtlich.