Intel | Architektura | Tranzistory

Nanometry jsou jen marketing. Intel proto přejmenoval výrobní procesy, aby dohnal konkurenci

  • Z 10nm výroby se rázem stal „Intel 7“, ze 7nm bude „Intel 5“
  • Reaguje na konkurenci s méně konzervativním značením procesů
  • Jak budou vypadat čipy budoucnosti?

Intel včera uspořádal virtuální konferenci Accelerated, od které jsme čekali leccos. Od detailů o úspěšné 10nm výrobě, přes námluvy se zakázkovými partnery, až po nové informace o budoucích procesorech rodiny Alder Lake. Dostali jsme od všeho kousek, hlavní téma prezentace ale bylo jiné. Budoucnost výrobních procesů.

Největší pozornost vzbudilo jejich přejmenování. Firma aktuálně ladila čtvrtou generaci 10nm procesu označenou jako Enhanced SuperFin, na které měly vznikat budoucí procesory Alder Lake, serverové čipy Sapphire Rapids a highendové grafiky Xe HP. Přes noc se z 10nm Enhanced SuperFinu stal proces nazvaný Intel 7.

Od nanometrů k angstromům

Výrobce v označení nepoužívá nanometry, číslovka má být srovnatelná s tím, co nabízí konkurence, tj. dnes TSMC (N7FF) a Samsung (7LPP). Jméno výroby podle nanometrů už dnes totiž stejně nedává smysl, protože číslo nereprezentuje skutečnou velikost tranzistoru.

Co se z planárních tranzistorů staly 3D FinFETy, nůžky se začaly rozevírat. Intel byl dosud konzervativní. S jeho 10nm procesem lze na milimetr čtvereční nasázet 100 milionů tranzistorů. Samsung a TSMC na jejich 10nm litografiích zvládnou jen poloviční množství. Denzita Intelu odpovídá (nebo spíš lehce převyšuje) konkurenční 7nm technologii.

Hustota logických jednotek pochopitelně není jediný důležitý parametr. Srovnávat se dají maximální dosažitelné frekvence, výkon na watt atd. Z marketingového hlediska to ale vypadalo, že je Intel více pozadu, než ve skutečnosti je. Proto číslování „zrychlil“.

Klepněte pro větší obrázek
Aktuální roadmapa procesů Intelu

Z původní 7nm výroby určené pro klientské procesory Alder Lake a serverové Sapphire Rapids teď bude Intel 4 (evidentně si věří, že jde o lepší proces než konkurenční 5nm). Půjde o první proces Intelu plně využívající extrémní ultrafialovou litografii (EUV).

Následovat bude optimalizovaný Intel 3, který o 18 % zvýší výkon na watt. A po něm přijde Intel 2 Intel 20A. Áčko symbolizuje angstrom, čili jednotku délky odpovídající 100 pikometrům nebo 0,1 nanometru, 20A se tak má rovna konkurenční 2nm výrobě. Tohle bude skutečná revoluce, avšak zároveň velká překážka ve vývoji, resp. výrobě.

Intel u procesu využije nové technologie RibbonFET a PowerVia, o kterých se rozepíšeme níže. Na využití Intel 20A se už firma předběžně domluvila s Qualcommem, který by tento proces mohl využít u budoucích Snapdragonů. Po 20A pak dorazí ještě vylepšený Intel 18A.

Budoucí výrobní procesy Intelu
Proces Starší název Start výroby Produkty Poznávací znamení
10nm SuperFin 10nm++ již běží Tiger Lake, SG1, DG1 první úspěšná 10nm výroba Intelu
Intel 7 10nm Enhanced SuperFin H2 2021 Alder Lake, Raptor Lake, Sapphire Rapids, Xe HP až o 15 % vyšší výkon na watt oproti 10nm SF
Intel 4 7nm H2 2022 Meteor Lake, Granite Rapids poprvé EUV, až o 20 % vyšší výkon na watt oproti Intelu 7
Intel 3 7nm+ H2 2023 ? lepší využití EUV, až o 18 % vyšší výkon na watt oproti Intelu 4
Intel 20A 5nm 2024 ? RibbonFET, PowerVia, využití High NA EUV (první mezi výrobci)
Intel 18A 5nm+ H2 2025 ? ?

Zcela nové tranzistory

Po více než deseti letech, kdy všichni hlavní výrobci čipů přešli na FinFET, nás čeká další revoluce tranzistorů. Jmenují se GAAFET (TSMC), MBCFET (Samsung) nebo RibbonFET (Intel). Samsung s nimi počítá u 3nm litografie pro rok 2023. TSMC je nasadí někdy ve stejné době až u 2nm procesu. Intel ji má v roadmapě pro rok 2024 u výroby 20A.

Zatímco u planárních tranzistorů se hradla dotýkala kanálů jen z jedné (vrchní strany), u FinFETů už zasahovala i do obou boků. Až u RibbonFETu (a jeho alternativy jiných výrobců) ale hradla obklopí kanály ze všech čtyř stran. FinFETy skládaly kanály vedle sebe horizontálně, RibbonFETy je budou vrstvit nad sebou. Takové tranzistory se mohou zmenšit, takže se efektivněji využije plocha křemíkového waferu.

Klepněte pro větší obrázek
Evoluce tranzistorů (zdroj: Samsung)

Proces 20A ale přinese i další významnou inovaci – PowerVia. Intel zruší zavedené pořádky, kdy vrstva tranzistorů byla v čipu dole, zatímco nad ní se navzájem proplétaly vodiče signálu a elektřiny. (V pouzdře se orientace přehodila, aby tranzistory byly nahoře a daly se lépe chladit.)

PowerVia datové a elektrické vodiče oddělí a tranzistory zůstanou uprostřed. Výhody? Spodní vrstvy s elektrickými vodiči nebudou tolik trpět na úniky napětí, což zvýší energetickou efektivitu. Vrchní vrstvy se signálovými vodiči se zase mohou zahustit, takže čipy by mohly běžet na vyšších frekvencích.

O nevýhodách Intelu nemluví, byť teoreticky hrozí, že citlivá vrstva tranzistorů bude z horní strany tepelně izolována, a tedy nepůjde tak dobře uchladit. Účinnost nové koncepce ale ukáže až praxe, Intel zatím technologii demonstroval jen na papíru.

Podle aktuálních plánů by procesory postavené na procesu 20A měly sjíždět z linek už za tři roky, takže teoreticky je uvidíme u Core 15. generace. Po dosavadních problémech s 10nm litografií se každopádně cíl uvádět každý rok nový (či výrazně přepracovaný) výrobní proces jeví jako velmi ambiciózní…

Diskuze (66) Další článek: Xiaomi vyrobilo druhý monitor pro hráče. Cenou však nepotěší

Témata článku: Hardware, Intel, Procesory, Samsung, Čipy, TSMC, Qualcomm, Architektura, Výroba, Tranzistory, Enhanced SuperFin, Raptor Lake, Alder Lake, EUV, Tiger Lake, Proces, Raptor Lak, Čip, Sapphire Rapids, Granit Rapids, SuperFin, MBCFET, Tranzistor, RibbonFET, Nanometr, Procesory na Heureka.cz



DJI Mini 3 Pro: Tohle by mohl být nejlepší rekreační dron pro letošní léto

DJI Mini 3 Pro: Tohle by mohl být nejlepší rekreační dron pro letošní léto

** DJI představilo třetí generaci svých nejmenších dronů Mini ** A pozor, už to není žádné ořezovátko. Konečně dorazil autopilot ** Také ale výrazně poskočila cena

Jakub Čížek
DJIDrony
Srovnávací test chytrých hodinek do 2000 Kč. Dříve vyhozené peníze, dnes už ty nejlepší dávají smysl

Srovnávací test chytrých hodinek do 2000 Kč. Dříve vyhozené peníze, dnes už ty nejlepší dávají smysl

Vybrali jsme osm chytrých hodinek s cenou maximálně 2 000 Kč. Díky nim můžete mít všechny notifikace hezky po ruce, případně vědět, jak moc jste se dnes hýbali nebo jak dobře, či špatně jste spali.

Jakub Michlovský
SrovnáníHodinky
MacBook Air M2 bude hit. Apple vsadil na nový design, vrátil MagSafe a displej ozdobil výřezem

MacBook Air M2 bude hit. Apple vsadil na nový design, vrátil MagSafe a displej ozdobil výřezem

** Po dlouhých letech se mění ikonický design MacBooku Air ** Apple zlepšil výkon, obraz i zvuk ** Zůstává přitom pořád skvělá výdrž a dokonale tichý chod

Lukáš Václavík
MacBookApple
Recenze cykloradaru Garmin Varia RCT715. Bílé dodávky, všechny si vás natočím

Recenze cykloradaru Garmin Varia RCT715. Bílé dodávky, všechny si vás natočím

** Garmin do svého stále unikátního cykloradaru přidal kameru ** Snímá a ukládá, co se při jízdě děje za sedlem ** Kromě toho je to jedna z nejsilnějších svítilen na kolo

Marek Lutonský
Testy
Hrajeme si v PowerShellu. Nandáme to Linuxákům a jejich dokonalým terminálům

Hrajeme si v PowerShellu. Nandáme to Linuxákům a jejich dokonalým terminálům

** Nejlepší příkazová řádka? Tu mají přece linuxové a unixové systémy ** PowerShell od Microsoftu ale zvládne možná ještě lepší kousky ** Dnes v něm ovládneme kurzovní lístek ČNB

Jakub Čížek
Pojďme programovat elektronikuProgramování
Vyrobte si elektřinu sami. S dobře vybranou fotovoltaikou vás nebude trápit zdražování, Rusko a vlastně ani vlastní stát

Vyrobte si elektřinu sami. S dobře vybranou fotovoltaikou vás nebude trápit zdražování, Rusko a vlastně ani vlastní stát

Zdražení se na nás valí ze všech stran a nejvíce se týká energií. Ať už je to plyn, pohonné hmoty, nebo elektřina. Z těchto tří můžete nejvíce zahýbat právě s elektřinou, a to investicí do fotovoltaické elektrárny. Podívejme se objektivním pohledem, pro koho je vhodná, a komu se naopak vůbec nevyplatí.

Jiří Kuruc
EnergetikaFotovoltaika