硬科技:從熱情洋溢的Rocket Lake回顧Intel 10nm與14nm製程牙膏史

2021.04.09 06:34PM

Intel陸續發表末代14nm桌上型處理器第十一代Core (Rocket Lake) 和首款10nm Xeon-SP (Ice Lake-SP),象徵著Intel狂擠多年14nm製程牙膏的漫長旅途,從第五代Core走到第十一代的7個年頭,也即將劃上句點 (應該吧?),所以不學無術的筆者,也在此帶領各位親愛的科科們,回顧這段歡樂異常的過程。

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Intel到底擠了幾次14nm牙膏?

這個 “+” 號到底有幾個,眾說紛紜,嚴格說來,依據正式資料,只有2次:14nm+ (Kaby Lake)和14nm++ (Kaby Lake之後)。和最初14nm最主要的差別在於,Intel以犧牲電晶體密度作為代價,靠著更高的鰭片高度 (Fin Height) 與更寬的柵極間距 (Gate Pitch),換取更高的運作時脈與峰值功耗。以初代14nm為基準,同樣電壓時14nm++時脈可提升26%,或者同時脈時,功耗降低52%。

照片中提到了1.4、14+、14 nm 2016,包含了軟件、英特爾、中央處理器、英特爾酷睿i5-8600K、母板

話說回來,Intel在Broadwell首次導入14nm時,也是諸事不順,導致「每瓦效能是22nm的2倍」的14nm僅優先導入於筆電處理器,桌面版則僅僅2款。Skylake到底算不算真正的 “14nm+”,也只有Intel自己心知肚明。

至於Broadwell筆電版曾具備擁有48個EU與驚世駭俗128MB eDRAM快取記憶體的Iris Pro 6200 (GT3e) 內顯,也是在內建全新Iris Xe世代繪圖核心的Intel Tiger Lake-U之前 (最大96個EU),Intel在繪圖系統上罕見的「巨大投資」。

那Intel在14nm的演進過程中,到底逐步改進的哪些項目?

Intel在2020年的架構日,表示以14nm製程的Broadwell (BDW) 為基礎,這些年來,逐步提昇了20%的「電晶體效能」,但各位科科絕對不會滿足於Intel這樣「呼隴」大家的說法,況且按照Intel的簡報,等於承認實際上擠了「4次」牙膏耶,雖然「持之以恆的最佳化」也不是讓人感到奇怪的事情啦。

Intel從Skylake之後的一堆湖 (Lake),先撇除工作站 (Workstation) 不談,大致的演進如下。

照片中提到了製程、伺服器、一般桌機,包含了角度、黑與白、線、字形、儀表

唯一可以肯定的是,「熱情洋溢」的Rocket Lake就是14nm的極限了。

硬科技:Intel的Rocket Lake核心到底會多大顆?

那麼,Intel的10nm又是怎麼一回事?

基本上,Intel 10nm製程的發展歷程可謂「悲壯異常」(才疏學淺的筆者實在想不出其他的形容詞了),連初代「實驗性質強烈」的Cannon Lake都快被Intel視為不存在的黑歷史了。截止為止,已經確定Intel的10nm有「4個世代」,比14nm還多。

照片中提到了NEW、DISCLOSURE、Innovation across the entire process stack, from channel to interconnects,包含了角度、英特爾、老虎湖、中央處理器、10納米

不信?那我們就來瞧瞧Intel那不願面對的真相。

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照片中提到了製程、伺服器、一般桌機,包含了角度、黑與白、線、字形、儀表

Intel自己在2020年的HotChips,可是大刺刺的公開講Ice Lake-SP (ICX) 是 “10nm+”喔。

Intel的製程技術真的如此的不堪?

當然不是,以10nm來說,論電晶體密度,Intel幾乎是Samsung的2倍,和台積電7nm不相上下。

照片中提到了Apple、Intel、AMD,包含了2010年、黑與白、線、字形、儀表

如果根據已公開的資訊,「先進半導體製程御三家」的演進是這樣。

照片中提到了Intel、Samsung、台積電,包含了角度、緊身連衣褲、連身褲、皮革、蕾絲

不過基於不同的產品特性 (時脈、散熱、SRAM比例、結構複雜度、內部走線等等),這些「理論極限值」往往都會大打折扣,像AMD現行7nm製程CPU和GPU也只做到Apple A13的一半左右。此外,這些數字也不代表「電晶體性能」,而這卻是Intel最擅長的領域。

既然Intel都換了一位真正了解技術的新任執行長,不但宣佈要投入200億美元興建晶圓廠,也宣示要恢復昔日2年升級1次製程的鐘擺 (Tick Tock) 節奏,各類多晶片封裝「包水餃」的重要性更是水漲船高,這場製程戰爭,也許還會有些看頭。科科。

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