Что такое intel 22nm
Обновлено: 06.07.2024
Трехмерные 22-нанометровые транзисторы: производительность и энергоэффективность
В 2011 году корпорация Intel представила уникальную технологию для будущих семейств микропроцессоров: трехмерные 22-нанометровые транзисторы.
Ранее транзисторы — основной компонент микропроцессоров — были двухмерными (плоскими) устройствами. Трехмерные транзисторы Intel® Tri-Gate, а также возможность их массового производства, ознаменовали собой существенное изменение основной структуры компьютерной микросхемы. Трехмерная конструкция транзисторов позволила улучшить управление транзистором: стало возможным увеличивать ток (для повышения производительности), когда транзистор включен, и уменьшать ток, когда транзистор выключен (для уменьшения утечек).
Разработка новой конструкции доказала то, что корпорация Intel может и дальше занимать лидирующую позицию в производстве процессоров для различных устройств: от быстрых суперкомпьютеров до невероятно компактных мобильных устройств.
Транзистор — ключевой компонент
От размера и структуры транзисторов зависит реализация преимуществ закона Мура для конечных пользователей. Как правило, чем меньше размер и выше энергоэффективность процессора, тем лучше. Корпорация Intel продолжает уверенно уменьшать размер своей производственной технологии, представив серию первых в мире технологий: 45-нанометровую производственную технологию с сочетанием high-K-диэлектриков с металлическим материалом затвора в 2007 году, 32-нанометровую технологию в 2009 году, 22-нанометровую технологию с первыми в мире трехмерными транзисторами, массовое производство которых началось в 2011 году, а затем 14-нанометровые трехмерные транзисторы 2-го поколения в 2014 году.
Благодаря непрерывному совершенствованию технологии производства транзисторов корпорация Intel может проектировать более производительные процессоры с невероятной энергоэффективностью. Новая технология позволяет создавать инновационные микроархитектуры, однокристальные системы и новую продукцию: от серверов и компьютеров до смартфонов и инновационных персональных устройств.
Посмотрите, как Intel делает 22-нанометровые полупроводниковые микросхемы
Ресурс Tom’s Hardware, ссылаясь на несколько своих источников, сообщает, что Intel печатает свой новый чипсет H310C на 22-нм техпроцессе. Это означает, что производитель чипов сделал шаг назад и решил использовать более старые нормы для выпуска H310C — очевидно, это связано с попытками побороть острую нехватку 14-нм мощностей, приводящую к дефициту процессоров. Ресурс Digitimes ранее озвучил слухи, что Intel планирует передать часть производства 14-нм чипсетов компании TSMC, но пока, видимо, найдено иное временное решение.
Intel, как правило, выпускает чипсеты с соблюдением более старых по сравнению с процессорами норм. Однако длительная задержка в освоении 10-нм производства привела к тому, что компания стала печатать как системную логику, так и CPU на 14-нм мощностях. Такой подход усугубил дефицит, связанный с текущим высоким спросом на 14-нм процессоры, очередной задержкой 10-нм норм и рядом других причин.
Intel на заданный ей прямой вопрос ответила, что не комментирует невыпущенные продукты. Однако материнские платы с новым чипсетом уже отгружаются в цепочки поставок — это означает, что Intel скоро опубликует официальную спецификацию и, по-видимому, подтвердит циркулирующие слухи.
Источники сообщают, что обычные материнские платы на базе H310 будут по-прежнему продаваться в торговых точках, но постепенно будут полностью вытеснены 22-нм продуктами, которые поступят на рынок под маркой H310C или H310 R2.0. Новые чипсеты также будут поддерживать Windows 7 на уровне драйверов материнской платы.
Необходимость выпуска 14-нм чипсетов усугубляют проблемы с 14-нм мощностями Intel. На каждый процессор необходимо предоставить системную логику, поэтому снижение данной производственной нагрузки позволило бы Intel расширить выпуск 14-нм процессоров Coffee Lake. Для Intel имеет смысл вернуться к 22-нм процессу для чипсетов, где производительность и энергопотребление не так важны, а прибыль от продажи кристаллов мала.
В конце августа азиатский ресурс Digitimes привёл слова руководителей Acer и Compal Electronics, которые рассказали о существенном влиянии ситуации на цепочки поставок и прогнозировали ухудшение к концу года. С тех пор положение на мировом рынке действительно портится. Сообщается, что дефицит процессоров Intel отражается на рынке оперативной памяти: цены на эту продукцию начали неожиданно снижаться. Согласно прогнозам аналитиков из J.P. Morgan, дефицит чипов Intel может снизить продажи ПК в последнем квартале текущего года на внушительные 5–7 %.
Вполне возможно, в рамках направленных против дефицита мер Intel переместит другие чипсеты и некоторые иные малорентабельные чипы обратно на 22-нм нормы или действительно обратится к услугам внешних производителей вроде TSMC для печати таких решений.
Через Product Change Notification (PCN) Intel анонсировала, что 22-нм процессоры Pentium останутся на дольше, чем планировалось ранее. Изначально процессор Pentium G3420 должен быть уже снят с производства, но Intel отложила данный шаг. И процессор будет доступен до конца 2020 года.
В данном случае интересен даже не сам продукт, а причина подобного продления. Intel описывает ее в PCN (PDF) следующим образом:
"Reason for Revision: Cancelling this Product Discontinuance completely per new roadmap decision and enabling the product long term once again."
В переводе это означает следующее:
"Причина изменения: отмена полного прекращения выпуска продукта связана с пересмотром планов и повторным производством продукта в долгосрочной перспективе".
Но это еще не все:
"This revision supersedes the prior EOL notice and is intended to inform customers that they do not need to do anything more on their end for last orders and should plan on this product being available as usual." – то есть изменение заменяет предыдущее оповещение о конце срока продукта (EOL), процессор можно и дальше заказывать как обычно.
Pentium G3420 с двумя ядрами без поддержки Hyper-Threading работает на базовой частоте 3,2 ГГц с тепловым пакетом 53 Вт, процессор будет по-прежнему доступен для OEM-клиентов Intel. В рознице он распространен не так широко (от 6.000 ₽).
Продолжение производства подобного процессора может иметь под собой единственную причину: у Intel нет замены или нет мощностей для производства альтернатив. Совсем недавно Intel извинилась перед партнерами за продолжающиеся проблемы с поставками чипов. Производство по 14-нм техпроцессу работает на полной мощности, но при этом Intel все равно не может удовлетворить спрос клиентов. И причина кроется не в росте бизнеса ПК, а в недостатке производственных мощностей с 10-нм техпроцессом, поскольку кроме немногих мобильных чипов (Ice Lake), Intel приходится использовать 14-нм мощности для производства большинства мобильных, настольных, HEDT и серверных процессоров.
Так что Intel пришлось продолжить производство некоторых процессоров по технологии 22-нм, чтобы решить проблему с дефицитом чипов. Настигнет ли подобная судьба и другие модели - неизвестно. Пока что Intel опубликовала одну запись PCN для Pentium G3420.
Подписывайтесь на группы Hardwareluxx ВКонтакте и Facebook, а также на наш канал в Telegram (@hardwareluxxrussia).
Компания Intel вновь подтвердила, что во втором полугодии начнёт выпуск самых передовых в индустрии 10-нм решений в лице процессоров Cannonlake. Компанию совсем не смущает, что TSMC и Samsung приступили к массовому производству 10-нм чипов. По словам представителей Intel, никто из конкурентов не способен выпустить столь совершенные 10-нм решения, как она. Чтобы это доказать, Intel предложила новую методику подсчёта транзисторов на кристалле. Старая методика, которая опиралась на измерение физических расстояний между затворами и контактами металлизации, себя давно изжила. Шаг затворов давно не соответствует тем числам, которыми описываются новые техпроцессы. Например, для 10-нм техпроцесса Intel с FinFET транзисторами расстояние между затворами равно 54 нм.
реклама
По мнению Intel, новая методика определения техпроцесса для полноты картины должна опираться на плотность размещения транзисторов на кристалле. Так, 10-нм FinFET техпроцесс компании позволяет на одном квадратном миллиметре разместить 100,8 млн транзисторов. Для сравнения, 10-нм FinFET техпроцессы компаний Samsung и TSMC на квадратном миллиметре дают возможность разместить всего по 50 млн транзисторов. И как после этого сравнивать "честный" 10-нм техпроцесс Intel и "натянутые на глобус" 10-нм техпроцессы Samsung и TSMC?
Следует сказать, что компанию интересуют не все транзисторы на кристалле, а только те, которые отвечают за элементарную логику. Так, в подсчёте должны принимать участие простая двухвходовая ячейка NAND с минимум двумя вентилями (затворами) и простой триггер с минимум 25 вентилями. При этом элементы NAND учитываются с весовым коэффициентом 0,6, а триггеры — с весовым коэффициентом 0,4. Интересно будет услышать комментарии TSMC и Samsung. Однако с учётом распространения инструментов для автоматического проектирования предложение Intel может иметь смысл для создания универсальной методики.
Также Intel дала развёрнутую характеристику внедряемому в производство фирменному 10-нм техпроцессу и наглядно показала его преимущество перед 14-нм техпроцессом. Так, решения будут выпускаться с использованием четырехшаговой проекции с самовыравниванием шаблонов и обещают следующую геометрию: шаг рёбер FinFET составит 34 нм, высота рёбер FinFET — 53 нм (высоту рёбер пришлось увеличить на 25%, чтобы сохранить площадь затворов), шаг металлизации — 36 нм, шаг затворов — 54 нм, высота ячейки — 272 нм. Техпроцесс с нормами 10 нм переживёт три поколения (10, 10+ и 10++), как и актуальный 14-нм техпроцесс. Кстати, техпроцесс 14++, с помощью которого в конце года будут выпускаться новые настольные процессоры Intel Coffee Lake, обеспечит более производительные решения, чем первый 10-нм техпроцесс.
Дополнительно для 10-нм техпроцесса Intel разработала два улучшения в топологии транзисторов, которые позволили увеличить плотность на 10 % (contact-over-active-gate, COAG) и обеспечить дальнейшее масштабирование (single dummy gate).
Интересно, что Intel не надеется на одно лишь снижение масштабов технологических норм. Для конкуренции с ожидаемым на мощностях GlobalFoundries 22-нм техпроцессом с использованием пластин из полностью обеднённого кремния (FD-SOI) компания представила "упрощённый" 22-нм техпроцесс с транзисторами FinFET (22FFL). Отметим, техпроцесс GlobalFoundries и Samsung для 22-нм норм и пластин FD-SOI подразумевает использование планарных транзисторов, так что предложение Intel в лице 22FFL обещает не худшее решение для массовых чипов. Например, техпроцесс 22FFL для энергоэффективных решений, а будет также техпроцесс 22FFL для производительных решений, обещает 100-кратное снижение токов утечек.
Читайте также: