Intel 4 oraz Intel 3 - nowe informacje na temat prac nad litografiami. Intel Sapphire Rapids z debiutem w drugiej połowie 2022

Po latach problemów z wdrażaniem 10 nm litografii, Intelowi udało się w końcu na tyle ją dopracować, by móc produkować procesory z różnych rynków: czy to desktopowych (Alder Lake), czy mobilnych (Ice Lake, Tiger Lake) lub serwerowych (Ice Lake-SP, nadchodzące Sapphire Rapids). Obecnie Intel, już pod przewodnictwem Pata Gelsingera, wprowadził szereg zmian w działaniu oraz zarządzaniu, co ma w domyśle pomóc w opracowywaniu kolejnych litografii. Wygląda na to, że przynajmniej na razie, wszystko idzie zgodnie z planem. Obecny CEO Intela w wydarzeniu Investor Meeting 2022 potwierdza, że wdrożenie procesu Intel 4 (czyli de facto 7 nm EUV) zostanie przeprowadzone bez większych opóźnień. Pojawiły się także ciekawostki co do przyszłych litografii.

Podczas wydarzenia Investor Meeting 2022, Intel zaprezentował plany na nadchodzące lata w kontekście wdrażania kolejnych litografii oraz nowych procesorów. W drugiej połowie tego roku ruszy produkcja z użyciem procesu technologicznego Intel 4 (7 nm EUV).

Karty graficzne Intel ARC dla desktopów oficjalnie z opóźnioną premierą. Projekt Endgame jako konkurencja dla GeForce NOW

Zacznijmy najpierw od adnotacji dotyczącej serwerowych procesorów Intel Sapphire Rapids. Obecnie prowadzony jest proces samplingu układów i testowania próbek inżynieryjnych. Premiera nowej generacji Xeonów odbędzie się w drugiej połowie tego roku, kiedy zostaną wprowadzone do masowej produkcji. Wygląda zatem na to, że chcąc nie chcąc, Sapphire Rapids będzie musiał stanąć do rywalizacji z układami AMD EPYC Genoa, opartymi na architekturze Zen 4. Co ciekawe, według deklaracji Intela, Sapphire Rapids w niektórych zastosowaniach będzie blisko 3-krotnie wydajniejszy od obecnych układów Intel Xeon 3. generacji (Ice Lake-SP). Obecnie trwają także finalne prace nad akceleratorem Ponte Vecchio, który niedługo trafi do superkomputera Aurora o mocy obliczeniowej przekraczającej 2 exaflopy.

Our Ponte Vecchio GPU is designed to take on the most challenging AI and #HPC workloads. Even on pre-production units and early software, #PonteVecchio pushes the bar higher than the competition! https://t.co/axspq8Kpr8 pic.twitter.com/kOUMA1jex4

— Intel Graphics (@IntelGraphics) February 17, 2022

Jeśli chodzi o procesy technologiczne, to Intel intensywnie pracuje nad wdrożeniem litografii Intel 4. Produkcja układów w 7 nm procesie EUV zostanie wdrożona w drugiej połowie tego roku, co oznacza że procesory 14. generacji Meteor Lake zadebiutują bez kolejnych opóźnień. Proces Intel 4 ma zaoferować około 20% postęp w wydajności na wat względem Intel 7 (10 nm). Mniej więcej rok później, w drugiej połowie 2023 roku, wdrożona zostanie litografia Intel 3, będąca usprawnioną wersją Intel 4 - sam wzrost wydajności na wat ma sięgnąć kolejnych 18%. Intel 3 zostanie wykorzystany m.in. do nowej generacji serwerowych procesorów Intel Xeon.

Intel przejmie Tower Semiconductor. Dlaczego zdecydowano się na zakup producenta korzystającego z leciwej litografii?

W 2024 roku Intel zamierza wdrożyć kolejne dwie litografie - Intel 20A (pierwsza połowa 2024) oraz Intel 18A (druga połowa 2024 roku). Oznaczenie A, umieszczone w nazwie 20A, odnosi się do jednostki długości Angstrem, domyślnie służącej do liczbowego wyrażania wartości bardzo małych długości, porównywalnych z rozmiarami atomów. Litografia ta ma przynieść dwie rewolucyjne technologie. Po pierwsze zostaną wprowadzone tranzystory RibbonFET. Jest to implementacja tranzystora typu "gate-all-around", będącą pierwszą nową architekturą tranzystorową firmy Intel od czasu wprowadzenia tranzystorów typu FinFET w 2011 roku. Technologia ta zapewnia szybsze przełączanie tranzystorów przy jednoczesnym osiągnięciu tego samego prądu napędowego co wiele żeberek w mniejszej obudowie. PowerVia to unikalna, pierwsza w branży implementacja dostarczania zasilania od tyłu, optymalizująca transmisję sygnału poprzez wyeliminowanie potrzeby routingu zasilania na przedniej stronie wafla.

Intel podczas Investor Meeting 2022 potwierdził również, że technologie pakowania Foveros Omni oraz Direct zostaną wdrożone w drugiej połowie 2023 roku. Foveros Omni powinien pozwolić na dezagregację matryc, a także mieszanie wielu płytek wierzchnich z wieloma płytkami podstawowymi w różnych węzłach produkcyjnych. Z kolei celem Foveros Direct jest umożliwienie bezpośredniego łączenia miedzi z miedzią w celu uzyskania niskooporowych połączeń, a tym samym zacierania granicy pomiędzy miejscem, gdzie kończy się wafel, a miejscem gdzie zaczyna się obudowa. Foveros Direct umożliwia wytworzenie wypustek o rozmiarze poniżej 10 mikronów, co zapewnia o rząd wielkości większą gęstość połączeń w układaniu stosów 3D, otwierając nowe koncepcje podziału funkcjonalnego matrycy, które wcześniej były nieosiągalne. Te wszystkie zmiany - wdrażanie zaawansowanych metod pakowania, wprowadzenie nowych tranzystorów, ma przełożyć się na znaczne zwiększenie ilości tranzystorów. Do 2030 roku najbardziej rozbudowane procesory będą posiadały nawet 1 bilion tranzystorów.