14Nm leveätila, 20nm eksynot osoittavat, että Mooren laki on elossa ja hyvin

Mooren laki on palannut. Tai ehkä, se ei todellakaan päättynyt, vain vei pienen loman.

On ollut huolta siitä, että Mooren laki - jonka mukaan transistorien määrä sirua kohden kaksinkertaistuu kahden vuoden välein - hidastuu, koska Intelin siirtyminen 14 nm: n prosessiin on kestänyt odotettua kauemmin ja yleisemmät siruvalmistajat ovat myöhemmin kuin tavallista seuraavan prosessin toimittamisessa. Mutta mielestäni Intelin viime viikon Broadwell-ilmoituksen suuri poistuminen sekä Samsungin vähemmän kuuluneet kommentit siitä, että se lähetti 20 nanometrin sovellusprosessorin viimeisimmässä älypuhelimessa, on, että sirujen skaalaaminen näyttää jatkuvan huolimatta viiveistä.

Broadwell-ilmoitus oli hieman myöhässä. Alun perin Intel oli suunnitellut sirujen toimittamisen vuoden 2013 loppuun mennessä ja täyden valikoiman 14 nm: n kannettavien tuotteita. Mutta Intel antoi viime viikolla paljon yksityiskohtia, jotka osoittivat sen edistyneen paljon 14 nm: ssä, ja tekniset tiedot näyttivät paremmalta kuin monet olivat odottaneet.

Kuten kesäkuussa pidetyssä Computex-näyttelyssä ilmoitettiin, Intelin ensimmäinen 14 nm: n siru tulee olemaan Broadwell-Y, Y: n ollessa sirun vähimmäistehoinen versio, ja sitä markkinoidaan nimellä Core M. Tämä siru oli viime viikon painopiste. ilmoitus, joka yksityiskohtaisesti määrittelee sirun ja Intelin 14 nanometrin prosessin eritelmät, joka sisältää toisen sukupolven siitä, mitä yritys kutsuu "Tri-gate" -transistoreiksi (joita muut ihmiset kutsuvat FinFETiksi).

Näiden sirujen käytännöllinen tulos on, että ne mahdollistavat alle 9 mm: n paksuisia tuulettimia tabletteja ja kannettavia tietokoneita, mikä tuo Core-suunnittelun tuulettimiin järjestelmiin. Intelin Platform Engineering -yksikön varatoimitusjohtaja Rani Borkarin mukaan Intel on kaksinkertaistanut prosessorin ytimen suorituskyvyn vuosina 2010 - 2014, lisännyt grafiikan suorituskykyä seitsemän kertaa ja vähentänyt virrankulutusta neljä kertaa, mahdollistaen järjestelmien, joissa on puolikokoinen akku, mutta kaksinkertainen akun kanssa elämään.

Esittelemällä monia teknisiä yksityiskohtia Intel vanhempi kollega Mark Bohr osoitti, kuinka transistorit ovat skaalautuneet melkein kaikkiin mittoihin, kuten yllä olevassa diassa näkyy. Jotkut mittaukset olivat Moore's Law -leikkeellä, jotkut olivat parempia, toiset hieman huonompia, mutta yhdistelmä näyttää erittäin vahvalta. (Huomaa, että prosessisolmun nimeäminen oli alun perin pienimmän ominaisuuden koko, ja jos portin nousu pienenee asteikolla 0, 7, saat transistorit kutistumaan puoleen.) Mielenkiintoista on, että transistorin etureunojen korkeus on suurempi uudessa prosessissa (nyt 42 nm verrattuna 34 nm: ään), mikä johtaa korkeampiin ja ohuempiin eviin, joiden pitäisi johtaa parempaan suorituskykyyn ja pienempiin vuotoihin.

Kaiken kaikkiaan Bohr sanoi, että SRAM-muistisolun koko CPU: lla (yksi sirujen suunnittelussa käytetyistä standardisoluista) pienenee arvosta.108 um ² arvoon.0588 um ², mikä on 54 prosentin pienennys. Ja sirun logiikka-alueella hän sanoi, että skaalaus parani jatkuvasti nopeudella 0, 53x per sukupolvi. (Se on erittäin vaikuttavaa, kun otetaan huomioon sirujen skaalaamiseen liittyvät ongelmat, varsinkin kun prosessissa käytetään edelleen upotettavaa litografiaa, koska Extreme Ultravioletti- tai EUV-litografia on vielä vuosien päässä.) Tämän seurauksena hän sanoi, että Intelillä on "tosi 14 nm", jonka se tuottaa. sekä tiheämpiä että nopeampia kuin mitä muut valimot kutsuvat 14nm tai 16nm.

Bohr sanoi, että jokainen sukupolvi tarjoaa edelleen parannuksia suorituskykyyn, aktiiviseen tehoon ja suorituskykyyn wattia kohti. Itse asiassa Bohr sanoi, että vaikka Intel on lisännyt suorituskykyä wattia kohden 1, 6-kertaisesti kunkin uuden sukupolven kanssa, Broadwell-Y tuottaa yli kaksinkertaisen suorituskyvyn wattia kohden nykyiseen sukupolveen verrattuna, koska toisen sukupolven kolmen portin transistorit, aggressiivisempi fysikaalinen skaalaus, tiivis yhteistyö prosessin ja suunnittelutiimien välillä ja parannukset mikroarkkitehtuuriin.

Yksi suurimmista analyytikoista Mooren lakia koskevista suureista kysymyksistä on usko, että vaikka uudet prosessisolmut pystyvät sijoittamaan enemmän transistoreita samaan tilaan, transistorien valmistuskustannukset eivät aio vähentyä edelleen. osittain siksi, että 20 nm: n ja sitä alempien lämpötilojen vuoksi monet prosessivaiheet vaativat "kaksinkertaisen kuvion" käyttämällä upotus litografiaa. Mutta Bohr osoitti dioja, jotka osoittivat, että transistorin hinta laskee edelleen, sanoen, että jotkut uudet tekniikat ovat auttaneet sitä vähentämään kustannuksia enemmän kuin tavallisesti tässä solmussa. "Intelille kustannukset transistoria kohden jatkavat laskuaan, jos jotain hieman nopeammin käyttämällä tätä 14 nm prosessitekniikkaa", hän sanoi.

Vaikka saanto 14 nm: llä oli alun perin alle 22 nm: n tuoton (mikä myötävaikuttaa siten viiveeseen), Bohr sanoi, että saannot ovat nyt "terveellä alueella" ja paranevat. 14 nm tuotteita valmistetaan Oregonissa ja Arizonassa tänä vuonna ja Irlannissa ensi vuonna..

Intel sanoi Broadwell Y: lle, että prosessitekniikan ja suunnittelun yhdistelmä on mahdollistanut kaksinkertaisen energiansäästön kuin perinteinen skaalaaminen tuottaisi. Jotkut muutokset sisältävät sirun optimoinnin pienjännitetehoon. Kaiken kaikkiaan paketin (joka sisältää suulakkeen ja sitä ympäröivän levyn) tulisi olla noin 25 prosenttia pienempi lautanen pinta-ala kuin Haswell U / Y (vähän virtaa) -osilla, pienentäen kaikkia mittoja.

Stephan Jourdan, Intel-yhteistyökumppani Platform Engineering -ryhmässä, kertoi, että CPU-ydin itsessään tarjoaisi noin viiden prosentin parannuksen yhden säikeen käskyihin jaksoa kohden, kun taas siru tarjoaa merkittäviä grafiikan ja median käsittelyn parannuksia (kuten 20 prosenttia enemmän laskentaa) ja jopa kaksi kertaa videonlaatu). Lisäksi se sisältää nyt tuen 4K-tarkkuuksille sekä uusimmille DirectX- ja Open CL-ohjelmisto-ohjaimille, jotka ratkaisevat ongelman, joka Intelin integroidulla grafiikalla on ollut toistaiseksi.

Core M -järjestelmien, jotka käyttävät 14 nm: n Broadwell Y-sirua, pitäisi olla markkinoilla ajoissa lomakaudeksi. Muiden Broadwell-perheen jäsenten suunnitelmat ovat nyt vuoden 2015 ensimmäisellä puoliskolla. Lisätietoja on todennäköisesti ensi kuussa Intel-kehittäjäfoorumilla.

Muut suuret siru-uutiset haudattiin jonkin verran tarinoihin Galaxy Alfasta. Samsung kertoi, että monet puhelimen mallit käyttävät uutta Exynos 5 Octa (Exynos 5430) -systeemijärjestelmää (SoC), joka on valmistettu 20 nm korkean k / metalli-portin prosessilla. Vaikka tällä sirulla ei ole radikaalisti uusia CPU-ominaisuuksia aiemmasta 28nm Exynos 5 Octa -versiosta, neljä 32-bittistä ARM Cortex-A15 -piiriä toimii nopeudella 1, 8 GHz ja neljä Cortex-A7-sirua jopa 1, 3 GHz: n nopeudella. iso.LITTLE-kokoonpanossa on huomattava, että se on ensimmäinen ARM-sirujen lähetys, joka käyttää 20 nanometrin prosessia, mikä Samsungin mukaan mahdollistaa 25 prosenttia pienemmän virrankulutuksen. Lisäksi se tukee nyt jopa 2 560 x 1600 pikselin näyttöjä, ja sillä on natiivi H.265-dekoodaus. (Huomaa. Yhdysvaltain puhelinversiot käyttävät todennäköisesti Qualcomm Snapdragon 801 -sovellusta sen sijaan, että yhdysvaltalaiset operaattorit tukevat enimmäkseen Qualcommin LTE-tekniikkaa.)

Jälleen, mikä tekee tästä ainutlaatuisen, on 20 nanometrin sovellusprosessori, joka näyttää olevan ensimmäinen toimitettu (Intelin 22 nanometrin prosessin ulkopuolella). Tällaisia ​​siruja odotettiin aiemmin, mutta vaikka Qualcommilla on 20 nanometrin modeemi loppumassa, sen 20 nm: n Snapdragon 810 -sovellusprosessoria odotetaan vasta vuoden 2015 ensimmäisellä puoliskolla. Toisaalta on huhuja, että Apple ilmoittaa ja toimittaa 20 nm: n A8-prosessorin. tulevalle iPhone 6: lle.