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

Přelomové FinFLEX od TSMC: Tři způsoby optimalizace tranzistorů v jediném čipu

nepřehlédněte
Vývoj každé další generace výrobního procesu je delší, nákladnější a přínos nižší než u té předchozí. TSMC proto přišla s myšlenkou tří variant 3nm procesu, které lze namixovat i v rámci jednoho čipu…

Prakticky každý proces TSMC vzniká v několika variantách. U 3nm jsme slyšeli o základní verzi N3 určené primárně pro ultramobilní ARM SoC, o výkonnější N3P, o tajemné N3B a dále jsou v přípravě N3E a N3X. Dnes bude řeč o N3E, neboť práv s tou představila TSMC technologii FinFLEX. Její podstatou jsou tři různé konfigurace tranzistorů, které jsou optimalizované pro různá cílová nasazení.

  • N3E 2-1 Fin - podobná jako základní N3, dosahuje vysoké denzity a nízké spotřeby, ale i výkonu
  • N3E 3-2 Fin - proti 4 nm prakticky nezmenšuje čip a spotřebu, ale výkon je o třetinu vyšší
  • N3E 2-2 Fin - kompromis mezi oběma

Podrobnější (číselná) srovnání oproti 5nm procesu najdete v tabulce níže (vyžluceno):

TSMC
procesdenzitavýkonspotřeba
7nm (N7)+59 % vs N10?-40 % vs. N10
7nm (N7P)?+7 % vs. N7-10 % vs. N7
7nm+ (EUV / N7+)+20 % vs. N7+10 % vs. N7-15 % vs. N7
6nm (N6)+18 % vs. N7??
5nm (N5)+80 % vs. N7+15 % vs. N7-30 % vs. N7
5nm (N5P)?+7 5 % vs. N5-10 % vs. N5
4nm (N4)+6 % vs. N5téměř beze změnybeze změny
4nm (N4P)+6 % vs. N5+11 % vs. N5
+6 % vs. N4
-22 % vs. N5
4nm (N4X)?+15 % vs. N5 @1,2V
+4 % vs. N4P @1,2V
?
3nm (N3)+70 % vs. N5
3× vs. N7
+10-15 % vs. N5
+32 % vs. N7
-25-30 % vs. N5
-51 % vs. N7
3nm (N3B)???
3nm (N3E 3-2 Fin)
3nm (N3E 2-2 Fin)
3nm (N3E 2-1 Fin)
+18 % vs. N5
+39 % vs. N5
+56 % vs. N5
+33 % vs. N5
+23 % vs. N5
+11 % vs. N5
-12 % vs. N5
-22 % vs. N5
-30 % vs. N5
3nm (N3P)???
3nm (N3X)???
2nm (N2)+70% vs. N3???

N3E 3-2 Fin vypadá na první pohled skvěle z hlediska x86 procesorů Jenže je tu problém: Skoro nesnižuje ploch (nezvyšuje denzitu). Každá další generace procesu mívá cenu za wafer o 50-80 % vyšší než předchozí. Pokud tedy z waferu N3E 3-2 Fin vypadne cca o 15 % více o 33 % rychlejších procesorů než z waferu N5 a cena za wafer bude o 70 % vyšší, bude mít čip o 10 % horší poměr cena / výkon než jeho 5nm předchůdce. To by moc ekonomicky nefungovalo (většinou zákazníci očekávají, že s novou generací dostanou za stejné peníze vyšší výkon než u generace předchozí).

I na to zjevně TSMC myslela, protože umožňuje kombinovat jednotlivé varianty N3E procesu v rámci jednoho čipu. Kupříkladu u ARM SoC se třetmi typy jader je možné nejvýkonnější vyrobit na N3E 3-2 Fin, střední na N3E 2-2 Fin a malá úsporná na N3E 2-1 Fin. Kupříkladu u APU pak může být nejvýkonnější varianta použitá pro x86 jádra, střední pro grafiku úsporná pro ostatní obvody.

V čem spočívá ta výhoda? Že negativum v podobně snížené denzity (vyšších nároků na plochu) se může týkat pouze samotných procesorových jader, která obvykle tvoří jen malou část plochy (např. u APU Rembrandt odhadem pod 10 %).

Proces N3E s FinFLEX by měl být podle TSMC dostupný již v příštím roce, takže bude prvním nástupcem základního N3 procesu. Do poloviny roku 2024 dorazí proces N3P optimalizovaný pro vyšší výkon a někdy na přelomu roku 2024 / 2025 dorazí N3X, od něhož lze očekávat výkon na úrovni chystaného 2nm procesu, ovšem při podstatně nižší denzitě a vyšších energetických nárocích. Mohl by se stát podobnou alternativou k 2nm výrobě jakou bude N4X k 3nm výrobě.

Tagy: 
Zdroje: 

TZ TSMC

Diskuse ke článku Přelomové FinFLEX od TSMC: Tři způsoby optimalizace tranzistorů v jediném čipu

Neděle, 26 Červen 2022 - 19:40 | Ladis | > Počítal jsem 4kč/kwh Teďka brácha s kamarády...
Úterý, 21 Červen 2022 - 23:16 | Ladis | U takových procesorů ani čiplety nikdy použity...
Úterý, 21 Červen 2022 - 22:49 | Samuel | A chiplety ztrácejí smysl. Tedy u menších chipů...
Úterý, 21 Červen 2022 - 18:16 | Kutil | Jenže tyto levné stavby odolností nevynikají....
Úterý, 21 Červen 2022 - 16:24 | Ladis | Samozřejmě, však to vidím všechno na OBD sondě.
Úterý, 21 Červen 2022 - 16:23 | r23 | Hlídá toho daleko víc. Vícečlánkovou Li* nelze...
Úterý, 21 Červen 2022 - 16:13 | r23 | Od nuly ne, půl hodnoty je pozemek. A jestli ten...
Úterý, 21 Červen 2022 - 16:08 | Ladis | Nepředvídatelné je hlavně tornádo a obecně věci s...
Úterý, 21 Červen 2022 - 16:07 | Kutil | Malý problém, s tím jak se z roku na rok zhoršuje...
Úterý, 21 Červen 2022 - 16:06 | Ladis | Ne, NiMH je u hybridů, protože mu méně vadí...

Zobrazit diskusi