Defektu blīvuma problēmu dēļ Intel aizkavē Broadwell izlaišanas datumu līdz 2014. gadam

Intel vakar paziņoja, ka tiks aizkavēta tās nākamās paaudzes mikroshēmu ar koda nosaukumu Broadwell ieviešana. Uzņēmums pagājušajā mēnesī demonstrēja 14 nm procesorus IDF un apgalvo, ka jaunā mikroshēma var samazināt enerģijas patēriņu vēl par 30% mazāk nekā samazinājumi, ko mēs redzējām ar Haswell, pateicoties pārejai uz 14 nm procesoru tehnoloģiju, salīdzinot ar 22 nm. Broadwell ir arī noteikts, ka tas ir ievērojami mazāks nekā Haswell - pietiekami mazs, lai ietilptu planšetdatoros un veidotu faktorus, neprasot ventilatoru, un it kā tajā ir iekļauts GPU, kas palielina veiktspēju vēl par 40% salīdzinājumā ar pašreizējo paaudzi.

3. ceturkšņa konferences zvana laikā Intel izpilddirektors Braiens Krzanich atzīmēja, ka šie jautājumi vērsts pret Brodvelu ir tehniski (atšķirībā no mārketinga), sakot: 'Tas vienkārši bija defektu blīvuma jautājums.' Mikroshēmas ražošana tiks sākta gada pirmajā ceturksnī. Intel apgalvo, ka tas ir 'ērti' ar ražu, bet joprojām cep labojumus un izmaiņas kodolā, lai labāk uzlabotu tā stāvokli. Tas nav pārsteidzoši, taču tas, ko Intel noraida kā “tikai ar defektu blīvumu”, patiesībā ir dziļi mūsdienu pusvadītāju ražošanas problēmu centrā.

Kā defektu blīvums sagrauj līknes

Samazinoties pusvadītāju mezgliem, arvien mazāk palielinās grūtības veidot arvien mazākus tranzistoru izkārtojumus. Pāreja uz dubultu zīmējumu var palielināt defektu blīvumu pati par sevi, 192 nm litogrāfijas galvenie ierobežojumi ir pastāvīgs spiediens, un nepieciešamība nodrošināt arvien augstāku dopanta sadalījuma un sprieguma raksturlielumu kontroles līmeni ir pretrunā ar fiziskie likumi. Defektu blīvums ir metrika, kas norāda uz to, cik daudz defektu, visticamāk, ir vienā CPU atmiņā.

Ir svarīgi saprast, ka defekti nav bināri. Čipsi ne tikai strādā vai nedarbojas. Mikroshēma var darboties nevainojami, taču patērē vairāk enerģijas, nekā paredzēts. Nepilnīgs dopanta sadalījums vai nanometra lieluma kļūdas tranzistora izvietojumā var izraisīt problēmas, kas saistītas ar frekvences mērogošanu. Zema enerģijas patēriņa un zemu izmēru kodolu problēma ir tā, ka ražotājam ir stingri jākontrolē gan binārā darba / nedarbojas defekti, gan mazākas problēmas, kas neiznīcina procesoru, bet neļauj tam trāpīt enerģijas mērķiem.

Viens no defektu ietekmes mazināšanas veidiem ir lieko ķēžu ceļu izveide pašā procesorā. Visi ražotāji veido zināmu atlaišanas pakāpi, taču, ja ražošanas pielaides tiek stingri saspiestas, lieko ķēžu pievienošana arī palielina sarežģītību. Ir rūpīgi jāpanāk līdzsvars, lai pārliecinātos, ka novērtējums un struktūru dublikāti galu galā nepadziļina problēmu.

Apsveriet defektu ietekmi, kas kumulatīvi palielina CPU TDP par 50%. 50W-75W darbvirsmas mikroshēmai tagad ir TDP 75W-112W - tas ir atbilstoši mūsdienu torņa dzesēšanas iespējām. 17 W klēpjdatora mikroshēma ar + 50% TDP var ietilpt jebkurā šasijā, kas spēj apstrādāt 25 W TDP. Bet planšetdatora mikroshēma, kuras robeža jau ir 5 W, var tikt izstumta no vietas, ja tā sasniedz 7,5 W atzīmi. Tā kā Intel ļoti cīnās, lai izkropļotu x86 mikroshēmu uztveri kā pārāk enerģijas trūkumu, lai iekļautos ARM konkurējošos formas faktoros, ir svarīgi, lai katra x86 procesora paaudze saņemtu dividendes šajā frontē, pat ja tas maksā augstākās klases veiktspēju, jo tas izdarīja ar Hasvelu.

Visiem mērķiem ir jēga, taču žetoniem ir jābūt optimāliem, lai tos nomestu vietā.

Gaidiet līdzīgus paziņojumus nākamajos gados

Intel nepatikšanas šajā jomā jāuzskata par industrijas zvanu. Tas nenozīmē, ka uzņēmumi pārtrauks virzību uz priekšu, bet nākamās paaudzes uzbrauktuvju ātrums palēnināsies, jo ražotāji cīnās par produktu rampām, izmantojot arvien nesadarbojamāku ķēdi. Sākot ar ārkārtēju ultravioleto litogrāfiju un beidzot ar 450 mm plātņu pāreju, daži no labākajiem inženieriem uz planētas mēģina būvēt aprīkojumu, kas varētu turpināt mērogošanu, pat ja silīcija kvadrātmilimetra izmaksas pirmo reizi palielinās pie 20 nm.

Tā kā GlobalFoundries un TSMC joprojām ir 20 nm, Intel 14 nm aizkavējumam nevajadzētu ietekmēt uzņēmuma ceļvežus vai vadošo lomu pār konkurentiem. TSMC strādā pie 20 nm un 16 nm FinFET vienlaicīgas palielināšanas, no kuriem pirmais debitēja 2014. gadā, bet otrais - 2016. gada laika posmā. GlobalFoundries, Samsung un IBM virzās uz priekšu hibrīda 14-20nm procesa plānu, kurā mikroshēmas apprecētos ar 14nm front-end ražošanu ar 20nm starpsavienojumiem. Rezultāts (ja tas darbojas) būtu mikroshēma ar 14nm stila enerģijas patēriņu un veiktspēju, bet 20nm izmēru.

GlobalFoundries nav izdevis stingrus norādījumus par to, kad ir paredzēts sākt kalnainot 20 nm, taču 2014. gads ir vispārpieņemts datums, un pēc tam arī 14 nm tehnoloģija nāk 1-2 gadus. Abos gadījumos palēnināšanās un kavēšanās varētu ietekmēt klientus vai pašus lietuves - nevis kāda raksturīga trūkuma dēļ, bet gan tāpēc, ka mērogošana ir kļūt tik grūti. Mūra likums ilgtermiņa prognoze var būt drūms, bet joprojām ir iespējas uzlabot entuziastu sniegums .