Відео: The Extreme Physics Pushing Moore’s Law to the Next Level (Листопад 2024)
Закон Мура повернувся. А може, це не справді закінчилося, просто взяв невелику відпустку.
Висловлювались занепокоєння, що закон Мура - в якому зазначено, що кількість транзисторів на мікросхему буде подвоюватися кожні два роки - сповільнюється, оскільки перехід Intel на 14-нм процес зайняв більше часу, ніж очікувалося, а більш загальні залишки з виготовлення чіпів пізніше, ніж як правило, в наступному процесі. Але, на мій погляд, велике відхилення від оголошення компанії Broadwell на минулому тижні, а також менш відомі коментарі Samsung щодо того, що він постачає 20-нм процесор додатків у своєму останньому смартфоні, полягає в тому, що масштабування чіпів, здається, продовжується, незважаючи на деякі затримки.
Оголошення Бродуелла трохи пізно. Спочатку Intel планувала поставити мікросхеми до кінця 2013 року і на сьогоднішній день повністю випустити повну лінійку 14-нм-ноутбуків. Але на минулому тижні Intel розповіла багато деталей, які показали, що він досяг значного прогресу на 14nm, технічні характеристики виглядають краще, ніж багато хто очікував.
Як було оголошено на виставці Computex у червні, перший 14-нм чип Intel буде Broadwell-Y, Y-який є версією чіпа з найнижчою потужністю, і продається під назвою Core M. Цей чіп був у центрі уваги минулого тижня оголошення, в якому детально описується багато специфікацій щодо мікросхеми та 14-нмпроцесового процесора Intel, що включає друге покоління того, що компанія називає транзисторами "Tri-gate" (які інші люди називають FinFET).
Практичний результат цих мікросхем полягає в тому, що вони дозволять вентиляторним планшетам і ноутбукам товщиною менше 9 мм, що наближає дизайн Core до вентиляторних систем. За словами Рані Боркара, віце-президента Intel з платформної інженерії, Intel вдвічі збільшила продуктивність основної процесора між 2010 та 2014 роками, збільшила продуктивність графіки в сім разів та зменшила потреби в енергії в 4 рази, що дозволило системам з половиною розміру акумулятора, але подвоїти акумулятор життя.
Представляючи багато технічних деталей, старший науковий співробітник Intel Марк Бор показав, як транзистори масштабували майже у всіх розмірах, як показано на слайді вище. Деякі з вимірювань були на кліпі Закону Мура, деякі були кращими, деякі трохи гіршими, але комбінація виглядає дуже сильною. (Зверніть увагу, що початкове позначення вузла процесу було розміром найменшої функції, і якщо крок затвора зменшився на шкалу 0, 7, ви отримаєте транзистор скоротити навпіл.) Цікаво, що висота плавників транзистора є більше в новому процесі (зараз 42 нм, порівняно з 34 нм), що призводить до отримання більш високих і тонких плавників, що повинно призвести до кращих показників роботи і меншої витоку.
В цілому Бор заявив, що розмір комірки пам'яті SRAM на процесорі (однієї зі стандартних комірок, що використовуються в дизайні мікросхем) зменшиться з .108 мкм 2 до .0588 мм 2, що зменшило розмір на 54 відсотки. Що стосується логічної області мікросхеми, він сказав, що масштабування продовжує покращуватися на рівні 0, 53x на покоління. (Це дуже вражає, враховуючи проблеми масштабування мікросхем, тим більше, що процес все ще використовує занурену літографію, оскільки екстремальна ультрафіолетова або літографія EUV ще багато років.) Як результат, він сказав, що Intel має "справжні 14nm", які він доставляє. і щільніше, і швидше, ніж те, що інші ливарні компанії називають 14 нм або 16 нм.
Бор сказав, що кожне покоління продовжує забезпечувати поліпшення продуктивності, активної потужності та продуктивності на ват. Насправді, Бор заявив, що в той час, як Intel збільшує продуктивність на ватт у 1, 6 рази зі швидкістю 1, 6 рази з кожним новим поколінням, Broadwell-Y забезпечить більш ніж удвічі більшу продуктивність на ват порівняно з поточним поколінням завдяки три-воротам другого покоління транзистори, більш агресивне фізичне масштабування, тісна співпраця між технологічними та інженерними командами та вдосконалення мікроархітектури.
Одне з великих питань, що виникає у багатьох закордонних аналітиків щодо закону Мура, - це переконання, що хоча нові технологічні вузли зможуть помістити більше транзисторів в один і той же простір, вартість виготовлення транзисторів не збирається продовжувати зменшуватися частково тому, що на 20 нм і нижче багато етапів процесу потребують "подвійного малювання" за допомогою іммерсійної літографії. Але Бор показав слайди, на яких показано, що вартість одного транзистора продовжує знижуватися, заявивши, що деякі нові методи допомогли йому зменшити витрати на більш ніж звичайні на цьому вузлі. "Для Intel витрати на транзистор продовжують знижуватися, якщо що-небудь трохи швидше, використовуючи цю технологію 14 нм процесу", - сказав він.
Хоча врожайність на 14 нм спочатку була нижчою на 22 нм (тим самим сприяючи затримці), Бор заявив, що врожайність зараз "у здоровому діапазоні" та покращується, в цьому році в Орегоні та Арізоні виробляються 14 нм продукції, а в наступному році в Ірландії .
Що стосується Broadwell Y, Intel заявила, що поєднання технологічних технологій та дизайну дозволило вдвічі більше заощадити енергію, ніж традиційне масштабування. Деякі із змін включають оптимізацію мікросхеми для низької напруги. Загалом, пакет (який включає штамп та навколишню дошку) повинен займати приблизно 25 відсотків площі дошки, ніж частини Haswell U / Y (малої потужності), зі зменшенням усіх розмірів.
Стівен Журдан, науковий співробітник групи Intel Platform Engineering Group, сказав, що саме ядро процесора забезпечить приблизно 5-відсоткове поліпшення інструкцій з одного потоку за цикл, тоді як чіп пропонує більш значні покращення графіки та медіа-обробки (наприклад, на 20 відсотків більше обчислень і до двох разів якість відео). Крім того, він тепер включає підтримку 4K-роздільних дозволів, а також найсучасніші драйвери програмного забезпечення DirectX та Open CL, вирішуючи проблему, яку досі мала інтегрована графіка Intel.
Системи Core M, що використовують чіп 14nm Broadwell Y, повинні з'явитися на ринку в сезон свят, а інші члени родини Broadwell тепер заплановані на першу половину 2015 року. Більш детально, ймовірно, надійде на Форумі розробників Intel наступного місяця.
Інші великі новини з чіпами були дещо закопані в розповідях про Galaxy Alpha. Samsung заявила, що багато моделей телефону використовуватимуть свою нову систему Exynos 5 Octa (Exynos 5430) на мікросхемі (SoC), що виробляється в 20-метровому процесі з високою к / металевими воротами. Хоча цей чіп не має кардинально нових функцій процесора з попередньої 28-нм-версії Exynos 5 Octa, з чотирма 32-бітовими мікросхемами ARM Cortex-A15 з частотою до 1, 8 ГГц і чотирма мікросхемами Cortex-A7 на частоті до 1, 3 ГГц в конфігурації big.LITTLE, це помітно тим, що це перша доставка ARM-чіпа з використанням 20-нм процесу, який, за твердженнями Samsung, дозволить знизити енергоспоживання на 25 відсотків. Крім того, він тепер підтримує дисплеї розміром до 2560 на 1600 пікселів і має вбудовану розшифровку H.265. (Примітка. Американські версії телефону, швидше за все, використовуватимуть замість цього Qualcomm Snapdragon 801, при цьому американські оператори в основному підтримують технологію LTE Qualcomm.)
Знову ж таки, це робить унікальним 20-метровий процесор додатків, який, як видається, є першим, що поставляється (поза процесом 22nm від Intel). Такі мікросхеми очікувались раніше, але поки у Qualcomm з'явився 20-нм-модем, його 20-нм прикладний процесор Snapdragon 810 не очікується до першої половини 2015 року. З іншого боку, ходять чутки, що Apple оголосить і поставить 20-нм процесор A8 для свого майбутнього iPhone 6.
