《虎湖芯片推出SuperFin 10纳米工艺》

  • 来源专题:宽带移动通信
  • 编译者: 张卓然
  • 发布时间:2020-11-26
  • 英特尔已经推出了第11代“核心”处理器——“虎湖”(Tiger Lake)——采用10纳米SuperFin FinFET制造工艺制造。

    虎湖处理器实现了一个新的CPU架构,称为“柳树湖”,带有附加指令,包括一个新的称为“虹膜Xe”的图形处理单元。

    英特尔称,这一组合使“虎湖”成为世界上最适合轻薄笔记本电脑的处理器。该处理器与一个配套芯片封装在一起,用于在其目标市场个人电脑上执行WiFi6通信,英特尔希望将该处理器销售到基于Windows和ChromeOS的笔记本电脑上。

    10纳米制造工艺说成是包括SuperFin技术。10纳米SuperFin有一个改进的金属互连堆栈,电阻降低30%。在2020年8月英特尔的一次活动中,首席架构师Raja Koduri声称,使用SuperFin技术,可以提供几乎相当于完全节点转换的性能提升。

    英特尔此前曾表示,其10纳米工艺大致相当于竞争对手的7纳米,因此进一步增加节点可以使英特尔与5纳米大致持平。英特尔宣布,计划使用铸造服务生产7纳米产品,作为10纳米产品的后续产品,这在一定程度上削弱了这一论调(参见因特尔因产量问题而铸造7纳米产品)。

    10纳米“虎湖”处理器是英特尔U系列的一部分,分为三个性能频段:i3、i5和i7。

    SuperFin的使用,使处理器的时钟频率达到4.8GHz,并且具有各种功能,从2核超高清图形和6兆字节片上缓存到4核Xe图形和12兆字节片上缓存。指令集包括对集成图形神经网络推理的支持,以及对INT8数据类型的本地支持。功耗从低端的7至15W到高端的12至28W不等。

    英特尔拥有更高性能的处理器,有更多的核心,但采用旧的14纳米 FinFET技术。

    英特尔没有透露基于“虎湖”处理器的电脑何时可以购买,但说有超过150种设计正在开发中。英特尔失去了一个关键客户苹果,苹果公司正转向使用基于ARM架构的内部设计的处理器(请参阅更多有关苹果将英特尔处理器从个人电脑中撤出的详细信息)。

    英特尔失去苹果业务的一个原因是,英特尔推出10纳米工艺的过程一直受到拖延。然而,首席执行官鲍勃·斯旺最近表示,10纳米的生产速度比预期的要快,尽管他承认英特尔不得不去铸造厂生产7纳米产品。

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    • 据外媒报道,在今年的IEEE国际电子设备会议(IEDM)上,芯片巨头英特尔发布了2019年到2029年未来十年制造工艺扩展路线图,包括2029年推出1.4纳米制造工艺。 2029年1.4纳米工艺 英特尔预计其制造工艺节点技术将保持2年一飞跃的节奏,从2019年的10纳米工艺开始,到2021年转向7纳米EUV(极紫外光刻),然后在2023年采用5纳米,2025年3纳米,2027年2纳米,最终到2029年的1.4纳米。这是英特尔首次提到1.4纳米工艺,相当于12个硅原子所占的位置,因此也证实了英特尔的发展方向。 或许值得注意的是,在今年的IEDM大会上,有些演讲涉及的工艺尺寸为0.3纳米的技术,使用的是所谓的“2D自组装”材料。尽管不是第一次听说这样的工艺,但在硅芯片制造领域,却是首次有人如此提及。显然,英特尔(及其合作伙伴)需要克服的问题很多。 技术迭代和反向移植 在两代工艺节点之间,英特尔将会引入+和++工艺迭代版本,以便从每个节点中提取尽可能多的优化性能。唯一的例外是10纳米工艺,它已经处于10+版本阶段,所以我们将在2020年和2021年分别看到10++和10+++版本。英特尔相信,他们可以每年都做到这一点,但也要有重叠的团队,以确保一个完整的工艺节点可以与另一个重叠。 英特尔路线图的有趣之处还在于,它提到了“反向移植”(backporting)。这是在芯片设计时就要考虑到的一种工艺节点能力。尽管英特尔表示,他们正在将芯片设计从工艺节点技术中分离出来,但在某些时候,为了开始在硅中布局,工艺节点过程是锁定的,特别是当它进入掩码创建时,因此在具体实施上并不容易。 不过,路线图中显示,英特尔将允许存在这样一种工作流程,即任何第一代7纳米设计可以反向移植到10++版本上,任何第一代5纳米设计可以反向移植到7++版本上,然后是3纳米反向移植到5++,2纳米反向移植到3++上,依此类推。有人可能会说,这个路线图对日期的限定可能不是那么严格,我们已经看到英特尔的10纳米技术需要很长时间才成熟起来,因此,期望公司在两年的时间里,在主要的工艺技术节点上以一年速度进行更新的节奏前进,似乎显得过于乐观。 请注意,当涉及到英特尔时,这并不是第一次提到“反向移植”硬件设计。由于英特尔10纳米工艺技术目前处于延迟阶段,有广泛的传闻称,英特尔未来的某些CPU微体系结构设计,最终可能会使用非常成功的14纳米工艺。 研发努力 通常情况下,随着工艺节点的开发,需要有不同的团队负责每个节点的工作。这副路线图说明,英特尔目前正在开发其10++优化以及7纳米系列工艺。其想法是,从设计角度来看,+版每一代更新都可以轻松实现,因为这个数字代表了完整的节点优势。 有趣的是,我们看到英特尔的7纳米工艺基于10++版本开发,而英特尔认为未来的5纳米工艺也会基于7纳米工艺的设计,3纳米基于5纳米设计。毫无疑问,每次+/++迭代的某些优化将在需要时被移植到未来的设计中。 在这副路线图中,我们看到英特尔的5纳米工艺目前还处于定义阶段。在这次IEDM会议上,有很多关于5纳米工艺的讨论,所以其中有些改进(如制造、材料、一致性等)最终将被应用于英特尔的5纳米工艺中,这取决于他们与哪些设计公司合作(历史上是应用材料公司)。 除了5纳米工艺开发,我们还可以看看英特尔的3纳米、2纳米以及1.4纳米工艺蓝图,该公司目前正处于“寻路”模式中。展望未来,英特尔正在考虑新材料、新晶体管设计等。同样值得指出的是,基于新的路线图,英特尔显然仍然相信摩尔定律。