Plan działania firmy Intel dotyczący procesów do 2025 r.: objaśnienie technologii Intel 7, 4, 3, 20A i 18A

Intel właśnie zaprezentował swoje procesory do laptopów Meteor Lake wraz z Raptor Lake Refresh, co wiązało się z ponownym zaangażowaniem się w plan działania firmy dotyczący węzłów procesowych, który po raz pierwszy opublikowano w 2021 roku. W planie tym przedsiębiorstwo stwierdza, że ​​chce oczyścić pięć węzłów w ciągu czterech lat, czego nie udało się żadnej innej firmie osiągnąć od lat. Własny plan działania Intela stwierdza, że ​​jego celem jest osiągnięcie „przywództwa procesowego” w 2025 roku. Przywództwo procesowe, według standardów Intela, to najwyższa wydajność na wat. Jak wygląda podróż do tego?

Plan działania Intela do 2025 r.: krótki przegląd

Zgodnie z powyższym planem działania firma Intel zakończyła przejście na procesory Intel 7 i Intel 4, a procesory Intel 3, 20A i 18A pojawią się w ciągu najbliższych kilku lat. Dla porównania, Intel 7 tak firma nazywa swój proces 10 nm, a Intel 4 tak nazywa swój proces 7 nm. Skąd pochodzą nazwy (choć można twierdzić, że wprowadzają w błąd) jest to, że Intel 7 ma bardzo podobną gęstość tranzystorów do 7 nm TSMC, mimo że Intel 7 jest zbudowany w procesie 10 nm. To samo dotyczy Intela 4, a WikiChip doszedł do takiego wniosku

Najprawdopodobniej Intel 4 będzie nieco gęstszy niż proces 5 nm N5 firmy TSMC.

To powiedziawszy, bardzo interesująco dzieje się w przypadku 20A i 18A. Mówi się, że 20A (proces technologiczny firmy 2 nm) będzie miejscem, w którym Intel osiągnie „parytet procesu” i zadebiutuje z Arrow Lake oraz pierwsze użycie przez firmę PowerVia i RibbonFET, a następnie 18A będzie wynosić 1,8 nm przy użyciu zarówno PowerVia, jak i RibbonFET, zbyt. Aby uzyskać bardziej szczegółowy podział, spójrz na wykres, który przygotowałem poniżej.

W czasach planarnych tranzystorów MOSFET pomiary nanometrowe miały o wiele większe znaczenie, ponieważ były obiektywne pomiarów, ale przejście na technologię 3D FinFET sprawiło, że pomiary nanometrowe stały się zwykłym marketingiem warunki.

Intel 7: Gdzie jesteśmy teraz (w pewnym sensie)

Intel 7 to procesor znany wcześniej jako Intel 10nm Enhanced SuperFin (10 ESF), który później firma zmienił nazwę na Intel 7, co było zasadniczo próbą dostosowania się do konwencji nazewnictwa pozostałej części fabrykacji przemysł. Chociaż można argumentować, że jest to mylące, pomiary nanometrowe w chipach to obecnie nic innego jak marketing i tak jest od wielu lat.

Intel 7 to ostatni proces firmy Intel wykorzystujący litografię w głębokim ultrafiolecie (DUV). Intel 7 został wykorzystany do wyprodukowania Alder Lake, Raptor Lake i niedawno ogłoszonego Raptor Lake Refresh, który pojawił się obok Meteor Lake. Meteor Lake jest jednak produkowany na Intel 4.

Intel 4: Najbliższa przyszłość

Intel 4 to niedaleka przyszłość, chyba że jesteś użytkownikiem laptopa – w takim przypadku jest to teraźniejszość. Jezioro Meteorowe jest wykonany na procesorze Intel 4... głównie. Nowe procesory Compute Tile of Meteor Lake są produkowane na procesorze Intel 4, ale grafika Tile jest wytwarzana na TSMC N3. Te dwie płytki (wraz z płytką SoC i płytką I/O) są zintegrowane przy użyciu technologii pakowania 3D Foveros firmy Intel. Proces ten jest zwykle nazywany dezagregacją, a jego odpowiednik AMD nazywany jest chipletem.

Jednak główną zmianą w Intel 4 jest to, że jest to pierwszy proces produkcyjny Intela, w którym wykorzystuje się litografię w ekstremalnym ultrafiolecie. Pozwala to na wyższą wydajność i skalowanie obszaru, aby zmaksymalizować efektywność energetyczną. Jak to ujął Intel, Intel 4 ma dwukrotnie większe skalowanie obszaru dla bibliotek logicznych o wysokiej wydajności w porównaniu z Intelem 7. Jest to stosowany przez firmę proces 7 nm, który ponownie przypomina możliwości tego, co inne zakłady produkcyjne w branży nazywają własnymi procesami 5 nm i 4 nm.

Intel 3: Podwojenie wydajności w stosunku do Intel 4

Intel 3 jest następcą Intela 4, ale zapewnia oczekiwaną wydajność na wat o 18% większą niż Intel 4. Ma gęstszą bibliotekę o wysokiej wydajności, ale jak dotąd jest przeznaczona tylko do użytku w centrach danych w Sierra Forest i Granite Rapids. W tej chwili nie zobaczysz tego w żadnym procesorze konsumenckim. Nie wiemy zbyt wiele o tym węźle, ale biorąc pod uwagę, że jest on bardziej skoncentrowany na przedsiębiorstwach, zwykli konsumenci nie będą musieli się nim szczególnie przejmować.

Intel 20A: Parzystość procesu

Intel wie, że pozostaje nieco w tyle za resztą branży, jeśli chodzi o procesy produkcyjne, i w drugiej połowie 2024 r. zamierza udostępnić i wprowadzić do produkcji procesor Intel 20A dla swojego Arrow Lake procesory. Będzie to także debiut firmowych rozwiązań PowerVia i RIbbonFET, gdzie RibbonFET to po prostu inna nazwa (nadana przez firmę Intel) tranzystorowi polowemu Gate All Around Field-Effect Transistor (GAAFET). TSMC przechodzi na GAAFET ze względu na swój węzeł procesowy N2 2 nm, natomiast Samsung przechodzi na tę technologię ze swoim węzłem procesowym 3 nm 3GAE.

Cechą szczególną PowerVia jest to, że umożliwia dostarczanie zasilania z tyłu w całym chipie, gdzie przewody sygnałowe i zasilające są oddzielone i zoptymalizowane oddzielnie. Dzięki dostarczaniu mocy z przodu, będącemu obecnie standardem w branży, istnieje duży potencjał wąskie gardła ze względu na przestrzeń, a jednocześnie potencjalnie otwierają się na problemy, takie jak integralność zasilania i sygnał ingerencja. PowerVia oddziela linie sygnałowe i zasilające, co skutkuje teoretycznie lepszym dostarczaniem mocy.

Zasilanie z tyłu nie jest nową koncepcją, ale jej wdrożenie stanowiło wyzwanie przez wiele lat. Jeśli wziąć pod uwagę, że tranzystory w PowerVia znajdują się obecnie w czymś w rodzaju kanapki pomiędzy zasilaniem a sygnalizacją (a tranzystory są najtrudniejsza do wyprodukowania część chipa, ponieważ niesie ze sobą największy potencjał defektów), wówczas produkujesz twardą część chipa Po już przeznaczyłeś zasoby na inne części. Połącz to z tranzystorami, które generują większość ciepła w procesorze i gdzie teraz będziesz musiał chłodzić procesor przez warstwę dostarczania mocy lub sygnału, a zobaczysz, dlaczego technologia okazała się trudna do zdobycia Prawidłowy.

Mówi się, że ten węzeł zapewnia 15% poprawę wydajności na wat w porównaniu z procesorem Intel 3.

Intel 18A: Patrząc w przyszłość

Intel 18A to zdecydowanie najbardziej zaawansowany węzeł, o którym ma do powiedzenia, a jego produkcja ma rozpocząć się w drugiej połowie 2024 roku. Zostaną one wykorzystane do wyprodukowania przyszłego procesora Lake dla konsumentów i przyszłego procesora do centrum danych, przy zwiększeniu wydajności na wat nawet o 10%. Obecnie nie podano zbyt wielu szczegółów na ten temat, a liczba ta podwaja się w przypadku RibbonFET i PowerVia.

Jedyną rzeczą, która uległa zmianie od czasu pierwszego zaprezentowania tego węzła, jest to, że początkowo miał on wykorzystywać litografię High-NA EUV, choć już tak nie jest. Jednym z powodów jest to, że węzeł 18A Intela zostanie uruchomiony nieco wcześniej, niż początkowo przewidywano, a firma przesunie go na koniec 2024 r., a nie na 2025 r. Ponieważ ASML, holenderska firma produkująca maszyny do litografii EUV, nadal będzie dostarczać swój pierwszy skaner High-NA (Twinscan EXE: 5200) w 2025 r., oznaczało to, że Intel będzie musiał go pominąć na rok 2024. Do wszystkiego EUV, firmy Posiadać przy okazji przejść do ASML, więc nie ma alternatywy.

Plan działania Intela jest ambitny, ale na razie firma się go trzyma

Teraz, gdy już rozumiesz plan działania Intela na najbliższe kilka lat, można słusznie powiedzieć, że jest on absolutnie ambitny. Sam Intel reklamuje to jako „pięć węzłów w cztery lata”, bo wie, jakie to imponujące. Choć można się spodziewać, że po drodze mogą wystąpić pewne trudności, jedyną zmianą od czasu, gdy firma Intel po raz pierwszy zaprezentowała ten plan w 2021 r., było wprowadzenie procesora Intel 18A do przodu do jeszcze szybszego startu. Otóż ​​to. Wszystko inne pozostało takie samo.

Czas pokaże, czy Intel zachowa swoje progresywne dodatki w przyszłości, ale dobrze wróży, że Jedyną zmianą, jaką musiała wprowadzić firma, było uruchomienie najbardziej zaawansowanego węzła jeszcze szybciej, niż przewidywano. Chociaż nie jest jasne, czy Intel będzie groźnym konkurentem dla TSMC i Samsunga, kiedy to nastąpi jeśli chodzi o bardziej zaawansowane procesy (zwłaszcza gdy dociera do RibbonFET), z pewnością jesteśmy pełni nadziei.