Diit.cz - Novinky a informace o hardware, software a internetu

Čí 10nm proces bude nejlepší?

Na to, kolik hardwaru vzniklo na 28nm procesu, se zřejmě 14- a 16nm výroba příliš nevytáhne a bude poměrně rychle nahrazována novějšími verzemi. Jednou z nich bude 10 nanometrů. Komu se povede nejlíp?

Nebudeme vás napínat, odpověď zůstane ve vyjetých kolejích: Intelu. Přestože ostatní výrobci avizovali leccos a co do denzity proklamovali dohnání či předehnání Intelu, nic zatím nenasvědčuje tomu, že by něco podobného hrozilo. Shrňme si nejdřív situaci: 10nm proces připravuje Intel, dále TSMC a Samsung. GlobalFoundries protentokrát odpadá, považuje tuto generaci procesu za nezajímavou a prostředky raději bude věnovat na vývoj 7nm nástupce, na němž se podílejí inženýři přišedší z IBM.

Pokud to vezmeme chronologicky, ale zároveň pomineme prastaré roadmapy, které 10nm slibovaly už někam na rok 2015, pak bychom za první výraznější zprávu o 10nm procesu mohli považovat marketingovou přestřelku mezi Intelem a TSMC. Společnost Intel v rámci jedné prezentace zobrazila grafy denzity svých 14nm a 10nm procesů, které porovnala s pozicí 16nm a 10nm procesů TSMC.

Podle jejího názoru nebyla denzita 16nm procesu TSMC vyšší než 20nm procesu téhož výrobce, což by znamenalo, že v této metrice (tedy počtu tranzistorů na plochu) je 14nm proces Intelu o 35 % lepší. V případě 10nm procesů obou firem by Intel byl podle svého názoru o 45 % lepší. Intel uvedl, že při srovnání vycházel z údajů, které si v dané době TSMC sama pověsila na web.

TSMC se proti výše uvedenému grafu striktně ohradila, konstatovala, že je nepravdivý a přemalovala ho podle svého uvážení:

Kdo měl pravdu? Zpětně můžeme hodnotit situaci pro 16- a 14nm proces. Úplnou pravdu možná neměl ani jeden výrobce, ale pokud jde o tyto procesy, přinejmenším velmi blízko realitě byl Intel. TSMC si vždy dávala velký pozor, aby někde neuvedla přímé srovnání denzity svého 20nm a 16nm procesu, ale nepřímo se mu nevyhnula. V době uvedení 20nm výroby popisek na webu (později odstraněný) uváděl „1,9ד vyšší denzitu oproti 28nm procesu. Popisek 16nm procesu pak uvádí „~2ד vyšší denzitu oproti 28nm procesu. Už z toho je zřejmé, že rozdíl je velmi malý a v podstatě nemusí existovat vůbec, protože mezi hodnoty prezentované jako „1,9× a „~2ד můžeme v podstatě umístit rovnítko.

Srovnání první generace FinFET procesů, Hiroshige Goto
vodorovně Gate Pitch, svisle Metal Pitch

I z technologické dokumentace, kterou tehdy zanalyzoval Hiroshige Goto, vyplynulo, že rozměry tranzistorů 20nm a prvního 16nm procesu TSMC jsou totožné, takže i denzita bude blízká (pokud ne totožná). Až později varianty mírně tranzistory zmenšily. Zda se to odrazilo na denzitě, jisté není, ale z dostupných zdrojů vyplývá, že ne.*

Graf z letošního Silicon Summit

* Pro srovnání: 20nm proces IBM disponoval roztečí bran (Gate Pitch = Contacted Poly Pitch, GP) 90 nm a roztečí kovu (Metal Pitch, MP) 64 nm. U 14nm procesu IBM snížila GP z 90 na 80 nm a přesto podle oficiálních informací zůstala denzita totožná.

Pokud se vrátíme ke grafu TSMC (červeně rámovaný slajd o dva obrázky výše), pak si můžeme všimnout, že TSMC tehdy nepřemalovala jenom bod, do kterého její 16nm výrobu zakreslil Intel, ale také bod pro 10nm výrobu. Velmi odvážně ho přesunula na pozici Intelu. Opět lze hodnotit, ovšem zatím spíš ve smyslu co může být blíž realitě, než co je blíž realitě - 10nm čipy zatím oba výrobci pouze ukazují.

Srovnávat můžeme také rozměry GP a MP a to jak podle výše uvedeného aktuální grafu (podle něhož dosáhne TSMC úrovně 10nm procesu Intelu až se 7nm generací), tak podle níže uvedené tabulky, kde pro relativní pozice a možnost lepšího srovnání přepočetl tyto údaje na „nanometry“ šéfredaktor a administrátor SemiWiki, Daniel Nenni:

Podle Nenniho údajů bude proces Intelu dosahovat oproti procesu TSMC o 41 % vyšší denzity, což sice nedosahuje plných Intelem avizovaných 45 %, ovšem údaji Intelu je opět výrazně blíže než údaji TSMC, která opakovaně tvrdila, že její proces bude po všech stránkách totožný s procesem Intelu. Kromě grafické podoby ve výše znázorněném slajdu tato slova šířila i ústy své ředitelky:

„Výkon našeho 10nm procesu, co se týče rychlosti, energetické stránky a denzity bude totožný s procesem Intelu, který - jak věříme - bude nazván desetinanometrový. […] S 10 nanometry se myslím technologicky dostaneme na úroveň Intelu.“

Elizabeth Sun, TSMC (únor 2015)

Pravdou je, že TSMC tentokrát co do denzity mírně předežene Samsung (na tom se dostupné zdroje shodují). Pokud vás v Nenniho tabulce zaujalo i srovnání 7nm procesů, vězte, že tyto údaje již nejsou aktuální (pocházejí z loňského roku) a novější údaje nabízí graf z letošního Silicon Summit (výše).

Přestože musel Intel kvůli pomalejšímu vývoji 10nm procesu připravit čtyři generace procesorů na 14nm generaci, nezmění to nic na faktu, že základní parametry jeho 10nm výroby budou blíže 7nm (než 10nm) procesům konkurence. Odstup se nepatrně sníží se 7nm generací, ale i zde lze očekávat, že Intelu zůstane kvalitativně půlgenerační náskok. 7nm výrobu krom Intelu nabídne TSMC (double-patterning, dvojité vzorkování), Samsung (EUV) a GlobalFoundries (vlastní variantu s double-patterning vyvinutou s IBM a později v případě dobrých výsledků i EUV verzi Samsungu).

Diskuse ke článku Čí 10nm proces bude nejlepší?

Středa, 29 Březen 2017 - 21:25 | Jakub P | To nikde netvrdim predsa. :) Inak mas pravdu,...
Středa, 29 Březen 2017 - 21:20 | Hrdina | Důsledkem redukce nemusí být vždy hustější věc,...
Středa, 29 Březen 2017 - 21:07 | Jakub P | Takze vyraz redukce omacky, polevky, vyvaru,...
Středa, 29 Březen 2017 - 21:07 | Hrdina | nene, to je denzifikace, zahušťování se slovesným...
Středa, 29 Březen 2017 - 20:53 | simik | Nevím, asi se nepohybuji ve správném oboru, ale...
Středa, 29 Březen 2017 - 17:24 | Jack FX | Zvykejte si panáčkové, nových výrazů bude v...
Středa, 29 Březen 2017 - 16:23 | Tiktak | Čím déle to rozebíráme, tím se mi zdá název...
Středa, 29 Březen 2017 - 15:39 | Redmarx | no-x proste neumi cesky, ja byl treba onehda v...
Středa, 29 Březen 2017 - 14:33 | no-X | To se podle mě nedá zobecňovat. Domnívám se, že...
Středa, 29 Březen 2017 - 14:09 | Ji Si | Tohle se tu řeší opakovaně, no-X dává přednost...

Zobrazit diskusi