14Nm široce, 20nm exynos ukazuje moore zákon je naživu a dobře

Mooreův zákon je zpět. Nebo možná, že to opravdu neskončilo, jen jsme si vzali malou dovolenou.

Objevily se obavy, že Mooreův zákon, který stanoví počet tranzistorů na čip, se každé dva roky zdvojnásobí, se zpomaluje, protože přechod Intelu na 14nm proces trval déle, než se očekávalo, a obecnější slévárny na výrobu čipů jsou později než obvykle při realizaci jejich dalšího procesu. Ale podle mého názoru, velký vzestup z oznámení společnosti Intel Broadwell minulý týden, jakož i méně ohlasované komentáře společnosti Samsung, že dodalo 20nm aplikační procesor ve svém nejnovějším smartphonu, se zdá, že škálování čipů pokračuje, i přes určitá zpoždění.

Broadwellovo oznámení bylo trochu pozdě. Původně společnost Intel plánovala dodání čipů do konce roku 2013 a nyní celou řadu 14nm notebookových produktů. Ale společnost Intel minulý týden poskytla mnoho podrobností, které ukázaly, že dosáhla značného pokroku na 14 nm, přičemž specifikace vypadala lépe, než mnozí očekávali.

Jak bylo oznámeno na červnovém veletrhu Computex, prvním 14nm čipem Intel bude Broadwell-Y, s Y-standartem pro nejmenší verzi čipu a prodávaný pod názvem Core M. Tento čip byl středem minulého týdne oznámení, které podrobně popisovalo mnoho specifikací čipu a 14nm procesu Intel, který zahrnuje druhou generaci toho, co společnost nazývá tranzistory „Tri-gate“ (které ostatní lidé nazývají FinFET).

Praktickým výsledkem těchto čipů je to, že umožní tablety a notebooky bez ventilátoru, které mají tloušťku menší než 9 mm, a přivedou design Core do systémů bez ventilátoru. Podle viceprezidenta společnosti Intel pro platformové inženýrství Rani Borkara Intel v letech 2010 až 2014 zdvojnásobil výkon procesoru CPU, zvýšil grafický výkon sedmkrát a snížil požadavky na napájení čtyřikrát, což umožňuje systémům s poloviční velikostí baterie, ale dvojnásobkem baterie život.

Představitel mnoha technických detailů, Intel Senior Fellow Mark Bohr, ukázal, jak se tranzistory přizpůsobily téměř ve všech rozměrech, jak je znázorněno na obrázku výše. Některá měření byla v klipu Mooreova zákona, jiná byla lepší, jiná byla o něco horší, ale kombinace vypadá velmi silně. (Všimněte si, že označení procesních uzlů bylo původně velikostí nejmenšího prvku a pokud by se rozteč brány měla zmenšovat o 0, 7, tranzistory by se zmenšily na polovinu.) Je zajímavé, že výška tranzistorových žeber je větší v novém procesu (nyní 42 nm ve srovnání s 34 nm), což má za následek vyšší a tenčí žebra, což by mělo vést k lepšímu výkonu a menšímu úniku.

Celkově Bohr uvedl, že velikost paměťové buňky SRAM na CPU (jedna ze standardních buněk používaných v designu čipů) by se snížila z 108 um ² na 0, 0588 um ², což je 54% zmenšení velikosti. A pokud jde o logickou oblast čipu, řekl, škálování se stále zlepšovalo na 0, 53x na generaci. (To je velmi působivé, vzhledem k problémům se škálováním čipů, zejména proto, že tento proces stále používá ponornou litografii, protože Extreme Ultraviolet nebo EUV litografie je stále pryč.) Výsledkem je, že Intel má „opravdovou 14nm“, kterou přináší hustší a rychlejší než to, co ostatní slévárny volají 14nm nebo 16nm.

Bohr řekl, že každá generace pokračuje v zlepšování výkonu, činného výkonu a výkonu na watt. Ve skutečnosti Bohr řekl, že zatímco Intel zvýšil výkon na watt rychlostí 1, 6x s každou novou generací, Broadwell-Y dodá více než dvojnásobek výkonu na watt ve srovnání s aktuální generací díky trojbrány druhé generace tranzistory, agresivnější fyzické škálování, úzká spolupráce mezi procesními a inženýrskými týmy a vylepšení mikroarchitektury.

Jednou z velkých otázek, které spousta analytiků ohledně Mooreova zákona měla, je přesvědčení, že zatímco nové procesní uzly budou moci umístit více tranzistorů do stejného prostoru, náklady na výrobu tranzistorů se nebudou dále snižovat, zčásti proto, že při 20 nm a méně bude mnoho procesních kroků vyžadovat "dvojité modelování" pomocí ponorné litografie. Bohr však ukázal snímky, které ukazují, že cena za tranzistor stále klesá, přičemž některé nové techniky jí pomohly snížit náklady více než obvykle v tomto uzlu. „U Intelu cena za tranzistor stále klesá, i když něco pomocí mírně rychlejšího využití této technologie 14nm, “ řekl.

Zatímco výnos na 14nm byl zpočátku pod výnosem na 22nm (což přispívá ke zpoždění), Bohr řekl, že výnosy jsou nyní „ve zdravém rozmezí“ a zlepšují se, přičemž 14nm produkty se letos vyrábějí v Oregonu a Arizoně a v Irsku příští rok.

Pro společnost Broadwell Y společnost Intel uvedla, že kombinace procesní technologie a designu umožnila dvojnásobnou úsporu energie, jakou by tradiční škálování dosáhlo. Některé ze změn zahrnují optimalizaci čipu pro nízkonapěťový výkon. Celkově by měl balíček (který zahrnuje matrici a okolní desku) zabírat asi o 25 procent nižší plochu desky než části U / Y (nízký výkon) Haswell, se snížením ve všech rozměrech.

Stephan Jourdan, člen Intelu v platformě Engineering Engineering Group, uvedl, že samotné jádro procesoru by poskytovalo asi 5 procent zlepšení instrukcí s jedním vláknem na cyklus, zatímco čip nabízí významnější vylepšení grafiky a zpracování médií (jako je například o 20 procent více výpočetní techniky) a až dvojnásobek kvality videa). Kromě toho nyní obsahuje podporu pro rozlišení 4 kB a také nejnovější ovladače softwaru DirectX a Open CL, které řeší problém, který doposud měla integrovaná grafika Intelu.

Systémy Core M využívající 14nm Broadwell Y čip by měly být na trhu včas pro prázdninové období, s dalšími členy rodiny Broadwell nyní naplánovanými na první polovinu roku 2015. Další podrobnosti se pravděpodobně objeví na příštím měsíci Intel Developer Forum.

Další velká zpráva o čipech byla poněkud pohřbena v příbězích o Galaxy Alpha. Společnost Samsung uvedla, že mnoho modelů telefonu bude používat svůj nový systém Exynos 5 Octa (Exynos 5430) na čipu (SoC) vyrobený při procesu 20nm High-k / metal-gate. Zatímco tento čip nemá radikálně nové funkce procesoru z dřívější 28nm verze Exynos 5 Octa, čtyři 32bitové čipy ARM Cortex-A15 běží až na 1, 8 GHz a čtyři čipy Cortex-A7 běží až na 1, 3 GHz v konfiguraci big.LITTLE je pozoruhodný tím, že se jedná o první čipovou zásilku ARM využívající proces 20nm, což společnost Samsung tvrdí, že umožní o 25 procent nižší spotřebu energie. Kromě toho nyní podporuje displeje až 2 560 x 1 600 pixelů a má nativní dekódování H.265. (Poznámka: Americké verze telefonu pravděpodobně používají místo toho Qualcomm Snapdragon 801, přičemž američtí dopravci většinou podporují technologii LTE společnosti Qualcomm.)

To, co dělá tento jedinečný, je 20nm aplikační procesor, který se zdá být prvním dodaným (mimo proces 22nm Intel). Takové čipy se očekávaly dříve, ale zatímco Qualcomm má 20nm modem, jeho aplikační procesor 20nm Snapdragon 810 se neočekává až v první polovině roku 2015. Na druhé straně existují zvěsti, že Apple oznámí a odešle 20nm procesor A8 pro nadcházející iPhone 6.