Intel har en ny färdplan för arkitektur och en plan att återta sin chiptillverkningskrona 2025

Intel tänker om hur de släpper – och varumärken – sina halvledarinnovationer, meddelade VD Pat Gelsinger idag vid företagets Intel Accelerated webcast. Tillkännagivandet omfattar de breda sträckorna under Intels halvt decennium av Intels processor-färdplan, nya chip- och förpackningstekniker och ett löfte om en “årlig kadens för innovation”, med det yttersta målet att se Intel återta sitt ledarskap i processorutrymmet genom 2025.

Framtida Intel-produkter (som börjar så snart som den kommande 12: e generationen av Alder Lake-chips senare i år) kommer inte längre att använda den nanometerbaserade nodnomenklaturen som både den och resten av chiptillverkningsindustrin har använt i flera år. Istället debuterar Intel med ett nytt namngivningsschema som det säger kommer att ge “en mer exakt bild av processnoder i hela branschen” och hur Intels produkter passar in i det landskapet.

Intel omarbetar sin nodnamn

Vid första anblicken låter det mycket som en billig marknadsföringstaktik utformad för att få Intels kommande 10nm-chips att se mer konkurrenskraftiga utöver produkter från AMD, som redan finns på TSMCs 7nm-nod eller Apples 5nm M1-chips. Och även om det är tekniskt sant, är det inte så orättvist av en jämförelse som det nödvändigtvis ser ut. I moderna halvledare hänvisar inte nodnamn faktiskt storleken på en transistor på ett chip: tack vare framsteg som 3D-förpackningsteknologi och de fysiska realiteterna i halvledardesign, har det inte varit fallet sedan 1997 (som noterats av ExtremeTech

Och ur ett tekniskt perspektiv är Intels 10nm-chips i stort sett i nivå med maskinvarumärket “7nm” från konkurrenter som TSMC eller Samsung, som använder liknande produktionstekniker och erbjuder jämförbar transistordensitet. Det är också något som kan översättas till kommersiell hårdvara: vi har redan sett att Intels nuvarande 10 nm-chips fortfarande är konkurrenskraftiga med AMDs banbrytande 7 nm Ryzen-chips, till exempel.

Allt som är att säga att Intels ommärkning här inte är helt orättvist att se, även om det gör det svårare att analysera när de större förändringarna i “nod” förändras med den nya nomenklaturen.

Intels uppdaterade färdplan och nodnamn Bild: Intel

< p id = "8lO9Pv"> Här är en titt på Intels nya färdplan och vad allt egentligen betyder.

• Intel 7 är nytt namn för vad som skulle ha varit Intels tredje generationens 10nm-teknik och efterträdaren till Intels 10nm SuperFin (aka Intels andra generationens 10nm-chips, främst i dess 11: e generation av Tiger Lake-chips). Intel säger att den nya Intel 7-hårdvaran kommer att erbjuda cirka 10 procent till 15 procent förbättringar av prestanda per watt jämfört med föregående generation – eller, som alltid är fallet, förbättrad energieffektivitet och batteritid om hårdvarutillverkare föredrar att hålla prestanda det samma.

De första Intel 7-baserade produkterna kommer att dyka upp redan i år, med de redan förhandsgranskade Alder Lake-chipsen i slutet av 2021 för konsumentprodukter och de kommande Sapphire Rapids-chipsen 2022 för datacenter.

• Intel 4 är arkitekturen formellt känd som Intels 7nm-process, som Intel ökänt tvingades fördröja till 2023 förra sommaren efter tillverkningsproblem. Ursprungligen planerat till 2021 är det nästa stora teknikhopp för Intel med EUV-teknik (extrem ultraviolett) – något som redan används av Samsung och TSMCs 5nm-nodprodukter för jämförelse. Den kommer fortfarande att använda samma breda FinFET-transistorarkitektur som Intel har använt sedan 2011. Tack vare alla dessa förbättringar förväntas Intel 4 ha en transistordensitet på cirka 200-250 miljoner transistorer per mm², jämfört med cirka 171,30 miljoner transistorer per mm² på TSMCs nuvarande 5nm-nod.

Intel säger att Intel 4 kommer att erbjuda cirka 20 procents hopp i prestanda per watt samtidigt som man minskar den totala ytan. Produktionen är planerad till andra halvan av 2022, med de första Intel 4-produkterna planerade till 2023 (Meteor Lake för konsumentprodukter och Granite Rapids för datacenter).

• Intel 3 , för tillverkning under andra halvan av 2023, är det nya namnet på vad som skulle ha varit en andra generationens 7nm-produkt enligt Intels tidigare namngivningsschema. Precis som Intel 4 är det fortfarande en FinFET-produkt, även om Intel säger att det kommer att erbjuda ytterligare optimeringar och användning av EUV för ungefär 18 procent högre prestanda per watt jämfört med Intel 4. Inget släppdatum eller produktnamn för Intel 3-chips har meddelats ännu, men förmodligen kommer de inte att finnas tillgängliga förrän 2024.

• Intel 20A är namnet på nästa generation av Intel-tekniker som enligt det gamla systemet skulle ha varit arkitekturen efter den tidigare märkta 7nm-noden. Det är också det viktigaste tillkännagivandet som Intel gjorde idag, tekniskt sett, ett som kommer att se Intel debutera sin första nya transistorarkitektur sedan FinFET 2011, kallad “RibbonFET.” Den nya arkitekturen markerar Intels första gate-all-around transistor, en helt ny transistorteknik för företaget som lovar större transistordensitet och mindre storlekar. Dessutom kommer 20A att introducera “PowerVia”, en ny teknik som gör det möjligt för wafers att dras från chipets baksida, istället för att kräva att strömmen avrundas framåt.

En närmare titt på de kommande uppdateringarna för Intel 20A. Bild: Intel

“20A” i titeln är tänkt att framkalla “Ångström era” av halvledarkonstruktion – en Ångström är en måttenhet som är mindre än nanometer. (20Å = 2nm, även om Intel 20A, som de andra Intel-namnen ovan, inte refererar till en specifik mätning på själva produkterna.)

Intels 20A förväntas inte rampa förrän 2024, och som Intel 3 har den inte något formellt meddelat släppdatum eller produkter ännu.

• Intel 18A är den längsta delen av framtida del av Intels färdplan och kommer att innehålla andra generationens Intels RibbotFET-teknik för “ytterligare ett stort hopp i transistorprestanda. ” Intel säger att Intel 18A håller på att utvecklas under “tidigt 2025” och att det förväntar sig att denna generation teknik kommer att återupprätta sitt halvledarledarskap.Förutom alla sina processkartnyheter meddelade Intel också två stora uppdateringar av sina Foveros chip-stacking-förpackningstekniker (den andra generationen kommer att debutera i Intel 4: s Meteor Lake 2023.) Foveros chip stacking kombinerar flera hårdvaror element i en enda form, som Intels Lakefield-chips, som staplar ihop fem CPU-kärnor, en integrerad GPU och DRAM till en kompakt stack för att spara internt utrymme jämfört med en traditionell design.

  Bild: Intel

  Foveros Omni möjliggör mer variation i staplade marker genom att göra det lättare att mixa och matcha brickor, oavsett deras specifika storlek – till exempel möjliggör en basplatta som är mindre än den övre plattan i en stack. Och Foveros Direct möjliggör direkt koppar-till-koppar-bindning mellan komponenter, vilket minskar motståndet och minskar stötar. Båda de nya Foveros-teknikerna planeras för produktion 2023.

  Intels nya namn kan hjälpa företaget att återtextualisera sina nuvarande och framtida produkter mer exakt mot sin konkurrens, men faktum kvarstår att Intel är efter. Även om de accepterar att Intel 7 är i nivå med 7 nm-produkter från andra gjuterier, är dessa gjuterier redan förbi sina 7 nm-chips och vidare till 5 nm hårdvara. Vilket innebär att de företag som förlitar sig på dessa externa gjuterier – som Apple, AMD, Nvidia, Qualcomm och praktiskt taget alla andra stora tekniska företag – fortfarande kan få marker som är mer avancerade än Intels bästa arbete. Apples superlative M1 Mac-datorer använder till exempel redan 5nm-chips från TSMC – och överträffar på ett enkelt sätt Intels jämförbara produkter. AMD ryktas arbeta med 5nm Zen 4-processorer redan under 2022, vilket kan erbjuda liknande konkurrens för Intel från dess redan inkräktande konkurrent.

  Även med den ambitiösa, årliga kadensen för sin färdplan spelar Intel bakifrån; den förväntar sig inte att komma ihåg resten av branschen förrän Intel 20A 2024. Och den förväntar sig inte att återta ledarskap inom halvledarbranschen förrän 2025 med Intel 18A. Och allt som förutsätter att Intel inte slår några fler förseningar eller tillverkar hakar som de som höll upp både sina 10nm och 7nm-processer (vilket förmodligen satte företaget i sin nuvarande situation i första hand).

  Efter år av motgångar är det dock klart att den återupplivade Intel inte går ner utan kamp. Men de närmaste åren kommer att se om dess ansträngningar är tillräckliga.