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英特尔架构日大招:SuperFin,高楼平地起

 CHIP中文版 2020-08-14
昨夜,在2020年架构日上,英特尔六大技术支柱持续创新,揭秘Willow Cove、Tiger Lake和Xe架构以及大杀四方的SuperFin革命性晶体管技术,在10nm单节点上赶超全节点转换效果。不夸张地说,如果台积电不抓紧转换至其“5nm”制程,目前的“7nm”将被碾压。此技一出,一扫英特尔多日制程迭代不利消息的阴霾。


在8月13日的架构日发布会上,人们聆听到了Willow Cove微架构和用于移动客户端的Tiger Lake SoC架构细节,并首次介绍了可实现全扩展的Xe图形架构。这些创新的架构可服务于消费类、高性能计算以及游戏应用市场。基于英特尔的“分解设计”方式,结合先进的封装技术、XPU产品和以软件为中心的战略,只为客户提供更先进的产品。


颠覆晶体管技术的10nm SuperFin


当然,对于科技爱好者来讲,在此次架构日上最大收获应该是10nm SuperFin技术。它实现了英特尔增强型FinFET晶体管与Super MIM(Metal-Insulator-Metal)电容器的结合。SuperFin技术能够提供增强的外延源极/漏极、改进的栅极工艺和额外的栅极间距,并通过以下方式实现更高的性能:

  •  增强源极和漏极上晶体结构的外延长度,从而增加应变并减小电阻,以允许更多电流通过通道

  •  改进栅极工艺以实现更高的通道迁移率,从而使电荷载流子更快地移动

  • 提供额外的栅极间距选项可为需要最高性能的芯片功能提供更高的驱动电流

  • 使用新型薄壁阻隔将过孔电阻降低了30%,从而提升了互连性能表现

  • 与行业标准相比,在同等的占位面积内电容增加了5倍,从而减少了电压下降,显著提高了产品性能。该技术由一类新型的“高K”(High-K)电介质材料实现,该材料可以堆叠在厚度仅为几埃厚的超薄层中,从而形成重复的“超晶格”结构。这是一项行业内领先的技术,领先于其他芯片制造商的现有能力。

值得欣慰的是,10nm SuperFin技术将运用于代号为“ Tiger Lake”的英特尔下一代移动处理器中。而基于Tiger Lake的OEM产品英特尔官方称,将于假日季上市。(猜测应该是感恩节/圣诞季左右)

看过上述技术层面的创新与发展后,不得不说英特尔正充分利用其独特的优势,提供标量、矢量、矩阵和空间架构结合的解决方案,广泛部署于CPU、GPU、加速器和FPGA中,并由开放的、符合行业标准的编程模型oneAPI实现统一,从而简化应用程序开发。

这还不是全部!除了是xPU市场的主要玩家,英特尔还是非易失性存储(NVM)产品的主要供应商,消费者们熟知的SSD、NAND就属于此类。架构日上,英特尔明确了其144层NAND相关信息,QLC结构下,单位体积存储容量较目前主流的128层产品提升50%。预计明年开始量产。

Optane(傲腾)技术也升级至第二代,存储密度进一步增加,意味着容量/成本表现更佳。同时,更高的I/O吞吐以及出色的非易失性特性,使傲腾持久内存正以难以想象的高速,切入高性能及服务器领域,与DRAM形成犄角之势。它的出现,在很大程度上改变操作系统、应用软件对于“内存”的调用逻辑,减少数据从外存到内存的传输延迟,使数倍与DRAM容量的数据距离CPU更近。

短短的英特尔架构大会,揭开了数年来英特尔“牙膏”名号的焖锅,从软件到架构、从制程产品,喷薄而出的无一不是惊雷。稍后CHIP将针对此次会议上透露出的各项技术逐一解读。注意,此次公布的产品和技术已经非常趋近于商品化,换言之就是很快将会出现在市场中,全然不是直面发布可以比拟的。

其中,SuperFin是最具代表性的技术迭代,也是英特尔做为半导体大厂的看家本事。此前,不少具备制造能力的厂商都提出了类似的设计概念,但是谁能够尽快将其推入市场、商品化,才是赢得未来竞争的底气。

32nm引入High-K、22nm引入FinFET,10nm引入SuperFin,从这个路径上来说,英特尔的所有迭代时间点都是“刚刚好”,半导体性能的提升加成来自制程与技术两个维度的同期发力。

相比之下,在台积电公布的路线图可以看到,其3N/3nm节点仍将采用目前十分成熟的FinFET技术,与SuperFin类似的变革设计还未透露,让我们拭目以待吧!

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