14Nm broadwell, 20nm exynos viser Moore's lov er i live og godt

Moore's Law er tilbage. Eller måske sluttede det ikke rigtig, tog bare en lille ferie.

Der har været bekymringer for, at Moore's Law - hvori antallet af transistorer pr. Chip fordobles hvert andet år - går langsommere, da Intels overgang til en 14nm-proces har taget længere tid end forventet, og de mere generelle chipfremstillingsstøberier er senere end normalt ved levering af deres næste proces. Men for mig er den store afhentning fra Intels Broadwell-meddelelse i sidste uge såvel som Samsungs mindre indmeldte kommentarer om, at den sendte en 20nm applikationsprocessor i sin seneste smartphone, at chipskalering ser ud til at fortsætte på trods af nogle forsinkelser.

Broadwell-meddelelsen var lidt for sent. Oprindeligt havde Intel planlagt at sende chips inden udgangen af ​​2013 og en komplet række 14nm bærbare produkter ud nu. Men Intel gav en masse detaljer i sidste uge, som viste, at det har gjort meget fremskridt på 14nm, med specifikationerne der ser bedre ud end mange havde forventet.

Som annonceret på Computex-udstillingen i juni, vil Intels første 14nm-chip være Broadwell-Y, med Y-stående for den laveste effektversion af chippen, og markedsført under navnet Core M. Denne chip var i fokus i sidste uges meddelelse, der detaljerede mange specifikationer om chip og Intels 14nm-proces, som inkluderer den anden generation af det, som virksomheden kalder sine "Tri-gate" -transistorer (som andre kalder FinFET'er).

Det praktiske resultat af disse chips er, at de muliggør blæserfri tabletter og bærbare computere, der er mindre end 9 mm tykke, hvilket bringer Core-designet til ventilatorløse systemer. I følge Rani Borkar, Intels vicepræsident for platformteknik, har Intel fordoblet CPU-kernepræstationen mellem 2010 og 2014, øget grafikydelsen med syv gange og reduceret strømbehovet med 4 gange, hvilket muliggør systemer med halvdelen af ​​batteristørrelsen men dobbelt så meget som batteriet liv.

Præsentere mange af de tekniske detaljer, Intel Senior Fellow Mark Bohr viste, hvordan transistorerne har skaleret i næsten alle dimensioner, som vist i diaset ovenfor. Nogle af målingerne var på et Moore's Law-klip, nogle var bedre, nogle var lidt værre, men kombinationen ser meget stærk ud. (Bemærk, at betegnelsen på procesknudepunktet oprindeligt var størrelsen på den mindste funktion, og hvis gatehældningen skulle falde med en skala fra 0, 7, ville du få transistorerne til at skrumpe ned i halvdelen.) Interessant nok er højden af ​​transistorfinnerne større i den nye proces (nu 42 nm sammenlignet med 34 nm), hvilket resulterer i højere og tyndere finner, hvilket skulle resultere i bedre ydelse og lavere lækage.

Samlet set sagde Bohr, at størrelsen på en SRAM-hukommelsescelle på en CPU (en af ​​standardcellerne, der bruges i chipdesign) ville falde fra 0, 108 um ² til 0, 0588 um ², en reduktion i størrelse på 54 procent. Og for chipens logiske område, sagde han, fortsatte skaleringen med at forbedre 0, 53x pr. Generation. (Det er meget imponerende i betragtning af problemerne med chipskalering, især da processen stadig bruger nedsænkningslithografi, da Extreme Ultraviolet eller EUV-litografi stadig er flere år væk.) Som et resultat sagde han, at Intel har "ægte 14nm", som det leverer både tættere og hurtigere end hvad andre støberier kalder 14nm eller 16nm.

Bohr sagde, at hver generation fortsætter med at levere forbedringer i ydelse, aktiv effekt og ydelse pr. Watt. Faktisk sagde Bohr, at selvom Intel har øget ydelsen pr. Watt med en hastighed på 1, 6x med hver nye generation, vil Broadwell-Y levere mere end det dobbelte af ydelsen pr. Watt sammenlignet med den nuværende generation på grund af anden generation af tri-gate transistorer, mere aggressiv fysisk skalering, tæt samarbejde mellem processen og ingeniørholdene og forbedringer af mikroarkitekturen.

Et af de store spørgsmål, som mange analytikere har haft om Moore's Law, er en tro på, at mens nye procesknudepunkter vil være i stand til at placere flere transistorer i det samme rum, vil omkostningerne ved at fremstille transistorer ikke fortsætte med at falde til dels fordi ved 20 nm og derunder kræver mange procestrin "dobbeltmønstring" ved anvendelse af nedsænkningslithografi. Men Bohr viste lysbilleder, der viser, at omkostningerne pr. Transistor fortsætter med at falde, idet de siger, at nogle nye teknikker har hjulpet det med at reducere omkostningerne mere end normalt på denne knude. "For Intel fortsætter prisen pr. Transistor med at falde, hvis noget i en lidt hurtigere hastighed ved hjælp af denne 14nm-processteknologi, " sagde han.

Mens udbyttet på 14 nm oprindeligt lå under udbyttet på 22 nm (hvilket bidrager til forsinkelsen), sagde Bohr udbytterne nu "i det sunde sortiment" og forbedres, idet 14 nm produkter fremstilles i Oregon og Arizona i år og i Irland næste år.

For Broadwell Y sagde Intel, at en kombination af procesteknologi og design har gjort det muligt for dobbelt så meget strømbesparelse som traditionel skalering ville levere. Nogle af ændringerne inkluderer optimering af chip til lavspændingsydelse. Samlet set bør pakken (som inkluderer matricen og det omkringliggende bord) tage ca. 25 procent lavere pladeareal end Haswell U / Y-dele (lav effekt) med reduktioner i alle dimensioner.

Stephan Jourdan, en Intel-stipendiat i Platform Engineering Group, sagde, at selve CPU-kernen ville give ca. 5 procent forbedring af enkelttråd-instruktioner pr. Cyklus, mens chippen tilbyder mere markante forbedringer af grafik- og mediebehandlingen (såsom 20 procent mere beregning og op til to gange videokvaliteten). Derudover inkluderer det nu support til 4K-opløsninger samt de nyeste DirectX- og Open CL-softwaredrivere, der løser et problem, som Intels integrerede grafik har haft indtil nu.

Core M-systemer, der bruger 14nm Broadwell Y-chip, skal være på markedet i tide til feriesæsonen, med andre medlemmer af Broadwell-familien nu planlagt i første halvdel af 2015. Flere detaljer forventes sandsynligvis at komme i næste måneds Intel Developer Forum.

Den anden store chip-nyhed blev noget begravet i historierne om Galaxy Alpha. Samsung sagde, at mange modeller af telefonen vil bruge det nye Exynos 5 Octa (Exynos 5430) System on Chip (SoC) produceret på en 20nm High-k / metal-gate-proces. Mens denne chip ikke har radikalt nye CPU-funktioner fra den tidligere 28nm version af Exynos 5 Octa, med fire 32-bit ARM Cortex-A15-chips, der kører på op til 1, 8 GHz og fire Cortex-A7-chips, der kører på op til 1, 3 GHz i en big.LITTLE-konfiguration er det bemærkelsesværdigt at være den første ARM-chipforsendelse ved hjælp af en 20nm-proces, som Samsung hævder at muliggør 25 procent lavere strømforbrug. Derudover understøtter det nu skærme op til 2.560 by 1.600 pixel-skærme og har indbygget H.265-afkodning. (Bemærk. Amerikanske versioner af telefonen bruger sandsynligvis Qualcomm Snapdragon 801 i stedet, hvor amerikanske transportører for det meste understøtter Qualcomms LTE-teknologi.)

Igen, hvad der gør dette unikt er 20nm applikationsprocessoren, der ser ud til at være den første, der er sendt (uden for Intels 22nm-proces). Sådanne chips forventedes tidligere, men mens Qualcomm har et 20nm-modem ude, forventes dets 20nm Snapdragon 810-applikationsprocessor ikke før i første halvdel af 2015. På den anden side er der rygter om, at Apple vil annoncere og sende en 20nm A8-processor til sin kommende iPhone 6.