Na letošní konferenci pro technologie a výrobu, která se uskutečnila v San Francisku, si Intel přichystal velmi podrobné prezentace o tom, proč nelze pokročilost čipů a výrobní technologie porovnávat jen dle velikosti jednoho tranzistoru. Představil tak hlavní veličinu, podle které by se měla správně porovnávat pokročilost výrobní technologie a tím pádem i čipů.
S technologickým pokrokem jsme mohli pozorovat, jak se tranzistory zmenšují a tím pádem jich je možné umístit do čipu stále větší množství. Primárním označením „pokročilosti“ byla velikost jednoho tranzistoru. Nedávno jsme tak byli svědky přechodů z 90nm na 65nm, pak 45 nm, 32 nm, 22 nm a nyní 14 nanometrů. Alespoň u Intelu.
Samsung je v technologii nanometrové výroby nejdále, už prodal 70 tisíc waferů s 10nm čipy
Ve druhé polovině roku spustí Intel vlastní 10nm výrobu, u které tvrdí, že má stále 3 roky náskok oproti jakékoli konkurenci na světě. Ale nedávno jsme tu měli uvedení nových 10nm čipů třeba od Qualcommu, tak jak je to možné?
Hustota tranzistorů v čipu
Intel v prezentacích ukázal, že jeho výrobní technologie patří mezi nejpokročilejší na světě a že i jeho současná 14nm výrobní technologie je výrazně lepší, než konkurenční 10nm technologie výroby.
Intel ukázal, že má stále tři roky náskok v oblasti technologie výroby
Intel totiž upozorňuje, že velikost tranzistoru, respektive, ve formě v jaké se udává – rozteč mezi řídícími elektrodami, je zavádějíc a stává se z ní spíše marketingový pojem, který neodhaluje skutečnou pokročilost výrobní technologie a čipu.
Metrika pro měření hustoty tranzistorů v čipu
Podle Intelu je tak mnohem důležitější uvádět hustotu tranzistorů na milimetr čtvereční, v ideální případě jako MTr/mm2 (miliony tranzistorů na mm2). Intel uvádí, že jeho současná 14nm technologie dosahuje 37,5 MTr/mm2, zatímco konkurenční 14nm technologie od Globalfoundries má 30,5 MTr/mm2 a 16nm výroba u TSMC pak 29 MTr/mm2.
U 10nm technologie výroby, kterou Intel začne rozjíždět v druhé polovině tohoto roku, bude hustota neuvěřitelných 100,8 MTr/mm2, tedy 2,7x více, než u současných 14nm čipů od Intelu. To pochopitelně přinese obrovské možnosti ve zlepšení výkonu a spotřeby.
Další optimalizace 14nm procesu
Intel ale neopouští 14nm výrobu, kterou nadále optimalizuje. Zatímco u čipů Kaby Lake Intel používá už mírně vylepšenou výrobu s označením 14+, u další generace čipů Coffee Lake už půjde o 14++.
Porovnání hustoty tranzistorů v čipu s konkurencí
Technologie výroby 14++ dokonce přinese vyšší výkon na tranzistor, než nová (první generace) 10nm technologie od Intelu. Ve rovnání s čipy Skylake by mělo jít o přibližně 25 % vyšší výkon při stejné spotřebě nebo snížení spotřeby až o 52 % při srovnatelném výkonu. I v případě 10nm výroby Intel počítá s dvěma generacemi, které budou zahrnovat optimalizace technologie (10+, 10++).
Intel tak na neustále upozorňoval na to, že rozhodně nemá problém s vývojem pokročilejší technologie výroby oproti konkurenci – právě naopak. Stále si v průběhu let drží náskok přibližně tří let a odhaduje, že v rámci hustoty a efektivity čipu tomu bude i nadále.
Moorův zákon stále pokračuje
Jak lze vidět na srovnávacím grafu za poslední roky, Intelu se daří držet krok s Moorovým zákonem a dosahovat tak dvakrát větší hustoty logiky v čipech každé dva roky.
Hustota logiky čipy se zdvojnásobuje každé dva roky, Moorův zákon stále funguje
S novou 10nm výrobou dosáhne Intel na milník sto milionů tranzistorů na milimetr čtvereční, což s sebou nese další pokrok v oblasti poměru výkonu a spotřeby, ale také výkonu a ceny.
Počet výrobců čipů pomocí nejnovějších technologií je stále menší. Nelze se tomu divit - neustále stoupá náročnost a zvyšuje se investice, které je nutné pro vývoj a stavbu nových továren mít k dispozici.
Vzhledem k tomu, že se do souboje konečně zase pořádně vrátilo i AMD, měli bychom pocítit mnohem větší boj ve všech oblastech (výkon, cena, spotřeba), což je jedině dobře.
