Roadmap dei processi di Intel fino al 2025: spiegazione di Intel 7, 4, 3, 20A e 18A

Intel ha appena presentato i suoi processori per laptop Meteor Lake insieme a un Raptor Lake Refresh, e con esso è arrivato un rinnovato impegno nei confronti della roadmap dei nodi di processo dell'azienda pubblicata per la prima volta nel 2021. In quella tabella di marcia, l’azienda afferma di voler eliminare cinque nodi in quattro anni, qualcosa che nessun’altra azienda è riuscita a realizzare negli ultimi anni. La tabella di marcia di Intel afferma che mira a raggiungere la "leadership di processo" nel 2025. La leadership del processo, secondo gli standard Intel, è la prestazione più elevata per watt. Come sarà il viaggio verso quello?

Roadmap di Intel fino al 2025: una breve panoramica

Nella roadmap sopra riportata, Intel ha completato la transizione a Intel 7 e Intel 4, con Intel 3, 20A e 18A in arrivo nei prossimi anni. Per riferimento, Intel 7 è il nome con cui l'azienda chiama il suo processo a 10 nm e Intel 4 è il nome con cui l'azienda chiama il suo processo a 7 nm. L'origine dei nomi (anche se si potrebbe sostenere che siano fuorvianti) è che Intel 7 ha una densità di transistor molto simile a quella a 7 nm di TSMC, nonostante Intel 7 sia costruito su un processo a 10 nm. Lo stesso vale per Intel 4, con WikiChip che effettivamente è giunto alla conclusione che

È molto probabile che Intel 4 sia leggermente più denso del processo N5 a 5 nm di TSMC.

Detto questo, le cose diventano molto interessanti con 20A e 18A. Si dice che Intel raggiungerà la "parità di processo" con 20A (il processo a 2 nm dell'azienda) e debutterà con Arrow Lake e il primo utilizzo da parte dell'azienda di PowerVia e RibbonFET, quindi 18A sarà di 1,8 nm utilizzando sia PowerVia che RibbonFET, pure. Per una ripartizione più dettagliata, controlla il grafico che ho creato di seguito.

Ai tempi dei MOSFET planari, le misurazioni nanometriche contavano molto di più poiché erano oggettive misurazioni, ma il passaggio alla tecnologia 3D FinFET ha trasformato le misurazioni nanometriche in mero marketing termini.

Intel 7: dove siamo ora (più o meno)

Intel 7 è quello che in precedenza era noto come Intel 10nm Enhanced SuperFin (10 ESF), e la società lo ha successivamente rinominato Intel 7 in quello che era essenzialmente uno sforzo per riallinearsi alle convenzioni di denominazione del resto della fabbricazione industria. Anche se si potrebbe sostenere che sia fuorviante, le misurazioni nanometriche nei chip non sono altro che marketing a questo punto e lo sono da diversi anni.

Intel 7 è l'ultimo processo di Intel a utilizzare la litografia ultravioletta profonda o DUV. Intel 7 è stato utilizzato per produrre Alder Lake, Raptor Lake e il recentemente annunciato Raptor Lake Refresh arrivato insieme a Meteor Lake. Meteor Lake, invece, è prodotto su Intel 4.

Intel 4: il prossimo futuro

Intel 4 è il prossimo futuro, a meno che tu non sia un utente di laptop, nel qual caso è il presente. Lago Meteora è fabbricato su Intel 4... soprattutto. Il Tile di elaborazione delle nuove CPU di Meteor Lake è fabbricato su Intel 4, ma il Tile grafico è fabbricato su TSMC N3. Questi due riquadri (insieme al riquadro SoC e al riquadro I/O) sono integrati utilizzando la tecnologia di packaging Foveros 3D di Intel. Questo processo viene generalmente definito disaggregazione e l'equivalente AMD è chiamato chiplet.

Tuttavia, un cambiamento importante di Intel 4 è che è il primo dei processi di fabbricazione di Intel a utilizzare la litografia ultravioletta estrema. Ciò consente una resa più elevata e un ridimensionamento dell'area per massimizzare l'efficienza energetica. Come dice Intel, Intel 4 ha il doppio del ridimensionamento dell'area per le librerie logiche ad alte prestazioni rispetto a Intel 7. Si tratta del processo a 7 nm dell'azienda, che è ancora una volta simile alle capacità di quelli che altri impianti di fabbricazione del settore chiamano i propri processi a 5 e 4 nm.

Intel 3: raddoppiamento su Intel 4

Intel 3 è il seguito di Intel 4 ma porta con sé un guadagno previsto di prestazioni per watt del 18% rispetto a Intel 4. Dispone di una libreria più densa e ad alte prestazioni, ma finora è destinata solo all'utilizzo dei data center con Sierra Forest e Granite Rapids. Al momento non vedrai questo in nessuna CPU consumer. Non sappiamo molto di questo nodo, ma dato che è molto più focalizzato sull'impresa, i consumatori normali non dovranno preoccuparsene molto.

Intel 20A: parità di processo

Intel sa che è un po' indietro rispetto al resto del settore quando si tratta di processi di fabbricazione, e nella seconda metà del 2024 punta ad avere Intel 20A disponibile e in produzione per il suo Arrow Lake processori. Questo farà debuttare anche PowerVia e RIbbonFET dell'azienda, dove RibbonFET è semplicemente un altro nome (dato da Intel) per un transistor a effetto di campo Gate All Around, o GAAFET. TSMC si sta spostando verso GAAFET per il suo nodo N2 da 2 nm, mentre Samsung si sta spostando verso esso con il suo nodo di processo 3GAE da 3 nm.

La particolarità di PowerVia è che consente l'erogazione di potenza dal retro attraverso un chip, dove i cavi di segnale e di alimentazione sono disaccoppiati e ottimizzati separatamente. Con l'erogazione di potenza frontale, lo standard attuale del settore, c'è molto potenziale colli di bottiglia dovuti allo spazio e allo stesso tempo potenzialmente aperti a problemi come l’integrità dell’alimentazione e del segnale interferenza. PowerVia separa le linee di segnale e di alimentazione, con conseguente erogazione di potenza teoricamente migliore.

L'erogazione di potenza sul retro non è un concetto nuovo, ma è una sfida da implementare da diversi anni. Se si considera che i transistor in PowerVia si trovano ora in una sorta di sandwich tra alimentazione e segnalazione (e i transistor sono il parte più difficile da produrre di un chip, poiché comportano il maggior rischio di difetti), allora stai producendo la parte difficile del chip Dopo hai già impegnato risorse per le altre parti. Abbinalo ai transistor che sono il luogo in cui viene generata la maggior parte del calore in una CPU, dove ora dovrai raffreddare una CPU attraverso uno strato di erogazione di potenza o di erogazione del segnale, e vedrai perché la tecnologia si è rivelata difficile da ottenere Giusto.

Si dice che questo nodo abbia un miglioramento del 15% nelle prestazioni per watt rispetto a Intel 3.

Intel 18A: guardando al futuro

Il 18A di Intel è di gran lunga il nodo più avanzato di cui si possa parlare e la sua produzione inizierà nella seconda metà del 2024. Questo verrà utilizzato per produrre una futura CPU Lake consumer e una futura CPU per data center, con un aumento delle prestazioni fino al 10% per watt. Non ci sono molti dettagli che sono stati condivisi in questo momento a riguardo, e raddoppia su RibbonFET e PowerVia.

L’unica cosa che è cambiata da quando questo nodo è stato svelato per la prima volta è che inizialmente avrebbe dovuto utilizzare la litografia High-NA EUV, anche se non è più così. Parte del motivo è che il nodo 18A di Intel verrà lanciato leggermente prima di quanto inizialmente previsto, con la società che lo riporterà alla fine del 2024 invece che al 2025. Dato che ASML, la società olandese che produce macchine litografiche EUV, spediva ancora il suo primo scanner High-NA (il Twinscan EXE: 5200) nel 2025, ciò significava che Intel avrebbe dovuto saltarlo per il 2024. Per qualsiasi cosa EUV, aziende Avere andare all'ASML comunque, quindi non ci sono alternative.

La tabella di marcia di Intel è ambiziosa, ma finora l'azienda la sta rispettando

Ora che si comprende la roadmap di Intel per i prossimi anni, si potrebbe dire che è assolutamente ambiziosa. La stessa Intel lo pubblicizza come "cinque nodi in quattro anni", poiché sa quanto sia impressionante. Anche se potresti aspettarti che potrebbero esserci degli intoppi lungo il percorso, l'unico cambiamento da quando Intel ha presentato per la prima volta questo piano nel 2021 è stato quello di portare Intel 18A inoltrare ad un lancio ancora più veloce. Questo è tutto. Tutto il resto è rimasto uguale.

Resta da vedere se Intel manterrà le sue aggiunte progressive in futuro, ma è di buon auspicio che il L’unico cambiamento che l’azienda ha dovuto apportare è stato quello di effettuare il lancio del suo nodo più avanzato anche prima del previsto. Anche se non è chiaro se Intel sarà ancora un formidabile concorrente di TSMC e Samsung per quanto riguarda i processi più avanzati (soprattutto quando raggiunge RibbonFET), siamo sicuramente fiduciosi.