14Nm Broadwell, 20nm exynos mostrano che la legge di Moore è viva e vegeta

La legge di Moore è tornata. O forse, non è davvero finita, solo una piccola vacanza.

Si è temuto che la legge di Moore - che stabilisce che il numero di transistor per chip raddoppierà ogni due anni - sta rallentando, poiché la transizione di Intel a un processo a 14 nm ha richiesto più tempo del previsto e le fonderie più generiche per la produzione di chip sono più tardi del solito nel consegnare il loro prossimo processo. Ma per me, il grande asporto dall'annuncio di Intel Broadwell della scorsa settimana, così come i commenti meno annunciati di Samsung che stava spedendo un processore di applicazioni a 20 nm nel suo ultimo smartphone, è che il ridimensionamento del chip sembra continuare, nonostante alcuni ritardi.

L'annuncio di Broadwell era un po 'in ritardo. Inizialmente, Intel aveva pianificato di distribuire chip entro la fine del 2013 e ormai una linea completa di prodotti per notebook da 14 nm. Ma la scorsa settimana Intel ha fornito molti dettagli che mostrano che ha fatto molti progressi su 14 nm, con le specifiche che sembrano migliori di quanto molti si aspettassero.

Come annunciato allo spettacolo Computex di giugno, il primo chip Intel a 14 nm sarà Broadwell-Y, con la posizione Y per la versione a più bassa potenza del chip, e commercializzato con il nome di Core M. Questo chip è stato al centro di quello della scorsa settimana annuncio, che descriveva in dettaglio molte specifiche del chip e del processo Intel a 14 nm, che include la seconda generazione di ciò che la società chiama transistor "Tri-gate" (che altre persone chiamano FinFET).

Il risultato pratico di questi chip è che consentiranno tablet e laptop fanless con uno spessore inferiore a 9 mm, portando il design Core ai sistemi fanless. Secondo Rani Borkar, Vice President of Platform Engineering di Intel, Intel ha raddoppiato le prestazioni della CPU tra il 2010 e il 2014, ha aumentato le prestazioni grafiche di sette volte e ridotto i requisiti di alimentazione di 4 volte, consentendo ai sistemi con metà della batteria ma doppia della batteria vita.

Presentando molti dei dettagli tecnici, Intel Senior Fellow Mark Bohr ha mostrato come i transistor siano stati ridimensionati in quasi tutte le dimensioni, come mostrato nella diapositiva sopra. Alcune delle misurazioni erano su una clip della Legge di Moore, alcune erano migliori, alcune erano un po 'peggio, ma la combinazione sembra molto forte. (Si noti che la designazione del nodo di processo era originariamente la dimensione della caratteristica più piccola e se il passo del gate dovesse diminuire di una scala di 0, 7, si otterrebbero i transistor a ridursi a metà.) È interessante notare che l'altezza delle alette del transistor è più grande nel nuovo processo (ora 42 nm, rispetto a 34 nm), con conseguenti alette più alte e più sottili, che dovrebbero comportare migliori prestazioni e minori perdite.

Nel complesso, Bohr ha affermato che le dimensioni di una cella di memoria SRAM su una CPU (una delle celle standard utilizzate nella progettazione dei chip) diminuiranno da.108 um ² a.0588 um ², con una riduzione delle dimensioni del 54 percento. E per l'area logica del chip, ha affermato, il ridimensionamento continua a migliorare a 0, 53x per generazione. (È davvero impressionante, dati i problemi nel ridimensionamento dei chip, soprattutto perché il processo utilizza ancora la litografia ad immersione, poiché la litografia Extreme Ultraviolet o EUV è ancora lontana anni.) Di conseguenza, ha affermato che Intel ha "14nm reali", che sta offrendo sia più denso che più veloce di quello che altre fonderie chiamano 14nm o 16nm.

Bohr ha affermato che ogni generazione continua a fornire miglioramenti in termini di prestazioni, potenza attiva e prestazioni per watt. In effetti, Bohr ha affermato che mentre Intel ha aumentato le prestazioni per watt ad un tasso di 1, 6x per ogni nuova generazione, Broadwell-Y fornirà prestazioni più che raddoppiate per watt rispetto all'attuale generazione a causa del tri-gate di seconda generazione transistor, ridimensionamento fisico più aggressivo, stretta collaborazione tra il processo e i team di ingegneria e miglioramenti della microarchitettura.

Una delle grandi domande che molti analisti hanno avuto sulla Legge di Moore è la convinzione che mentre i nuovi nodi di processo saranno in grado di mettere più transistor nello stesso spazio, il costo di realizzazione dei transistor non continuerà a diminuire, in parte perché a 20nm e meno, molte fasi del processo richiedono "doppio disegno" usando la litografia ad immersione. Ma Bohr ha mostrato delle diapositive che mostrano che il costo per transistor continua a diminuire, affermando che alcune nuove tecniche lo hanno aiutato a ridurre i costi più del solito in questo nodo. "Per Intel, il costo per transistor continua a scendere, semmai a un ritmo leggermente più veloce utilizzando questa tecnologia di processo a 14 nm", ha affermato.

Mentre la resa a 14 nm era inizialmente inferiore alla resa a 22 nm (contribuendo così al ritardo), Bohr ha dichiarato che i rendimenti sono ora "nella gamma sana" e in miglioramento, con prodotti a 14 nm fabbricati in Oregon e Arizona quest'anno e in Irlanda l'anno prossimo.

Per Broadwell Y, Intel ha affermato che una combinazione di tecnologia e design di processo ha consentito un risparmio energetico doppio rispetto a quello offerto dal ridimensionamento tradizionale. Alcune delle modifiche includono l'ottimizzazione del chip per prestazioni a bassa tensione. Nel complesso, il pacchetto (che include il dado e la scheda circostante) dovrebbe occupare un'area del bordo inferiore di circa il 25% rispetto alle parti Haswell U / Y (a bassa potenza), con riduzioni in tutte le dimensioni.

Stephan Jourdan, un Intel Fellow del Platform Engineering Group, ha affermato che il core della CPU stesso fornirebbe un miglioramento di circa il 5 percento nelle istruzioni a thread singolo per ciclo, mentre il chip offre miglioramenti di elaborazione grafica e dei supporti più significativi (come il 20 percento in più di calcolo e fino al doppio della qualità video). Inoltre, include ora il supporto per risoluzioni 4K, nonché i più recenti driver di software DirectX e Open CL, risolvendo un problema che la grafica integrata di Intel ha avuto fino ad ora.

I sistemi Core M che utilizzano il chip Broadwell Y da 14 nm dovrebbero essere sul mercato in tempo per le festività natalizie, con altri membri della famiglia Broadwell ora previsti per la prima metà del 2015. È probabile che maggiori dettagli arriveranno al Forum degli sviluppatori Intel del mese prossimo.

L'altra grande novità è stata in qualche modo sepolta nelle storie sul Galaxy Alpha. Samsung ha affermato che molti modelli di telefono utilizzeranno il suo nuovo sistema su chip (SoC) Exynos 5 Octa (Exynos 5430) prodotto con un processo high-k / metal-gate a 20 nm. Sebbene questo chip non abbia funzionalità CPU radicalmente nuove rispetto alla precedente versione a 28 nm di Exynos 5 Octa, con quattro chip ARM Cortex-A15 a 32 bit in esecuzione fino a 1, 8 GHz e quattro chip Cortex-A7 in esecuzione fino a 1, 3 GHz in una configurazione big.LITTLE, si distingue per essere la prima spedizione di chip ARM che utilizza un processo a 20 nm, che secondo Samsung consentirà un consumo energetico inferiore del 25%. Inoltre, ora supporta display fino a 2.560 per 1.600 pixel e ha la decodifica H.265 nativa. (Nota. È probabile che le versioni statunitensi del telefono utilizzino invece Qualcomm Snapdragon 801, con i gestori statunitensi che supportano principalmente la tecnologia LTE di Qualcomm.)

Ancora una volta, ciò che rende unico questo è il processore di applicazioni a 20 nm, che sembra essere il primo prodotto (al di fuori del processo di Intel a 22 nm). Tali chip erano previsti prima, ma mentre Qualcomm ha un modem a 20 nm in uscita, il suo processore applicativo Snapdragon 810 a 20 nm non è previsto fino alla prima metà del 2015. D'altra parte, ci sono voci che Apple annuncerà e spedirà un processore A8 a 20 nm per il suo prossimo iPhone 6.