Intel的10nm预计上市时间为17年底,但最新消息称可能跳票到18年,但无论如何其都将仅先用于移动端,挤牙膏的呼声此起彼伏,但实际上intel为桌面端准备了性能更强的14nm++。更强?震惊?请紧张地往下看。 从上图的对比中可以看到,14nm++在性能提升上比10nm更强,放到实际场景中这个性能差距会被放大,因为在桌面端热密度和总体热量更高,漏电问题更严峻,密度大的工艺(10nm)的性能劣势会进一步放大。什么?14nm比10nm强?没错,纳米工艺并不总是密度大的工艺占优,特别是进入45nm以后,性能、密度、成本不可兼得的情况愈演愈烈。
如上图,第一代intel 14nm虽然说密度接近于台积电、三星的10nm,但性能上并没有与16/14拉开大的差距(图中14疑似指的是ibm的14),这也是为什么intel通常只是反驳台积电三星的密度耍花招,但并不常对比性能,而第二代14+管线增大、鱼鳍增高、密度减小,成品kabylake超频一骑绝尘,而第三代14nm++的线宽增大,其密度与三星的14nm lpe相近,性能进一步增强。三代intel 14nm呈现密度越小,性能越强的趋势。 那为何还要进军10nm呢,这是一个复杂的问题,我们可以通过14nm lpe的7420与16nm+的950芯片的功耗测试来获得答案,如下图, 首先先把950所谓的target曲线pass掉,那是ppt上吹的并没实现,看实际曲线,我们可以发现在性能较低的情况下7420里无论是A57还是A53功耗比都具优势,但随着性能增强,950开始渐渐占上风,最终在“分叉口”战胜7420,没错,16nm+并不在所有情况下都比14nm lpe更强,三星自家密度更小的14nmlpp也是一样,这还是在A57 VS A72的情况下。我们再回到开头的第一幅图,你会发现,性能提升量上10比14++少1%,但在功耗下降量上10nm反倒比14++多3%,这就是高密度工艺的作用,为低功耗而生。Intel的第一代10nm工艺实际上也是如此,移动端芯片处于10nm的“分叉口”以下,而桌面端则处于10nm的“分叉口”之上,尤其此时再考虑到10nm的热密度(理论面积砍半)、短沟道效应、栅极缩水等其他副作用,“分叉口”就更为明显。。。。 密度大败北也不是什么新闻,密度大的intel 90nm败北130nm,台积电20nm全方位败北三星20nm,密度大的28nmhpc/hpc+高性能不如28hpm,16ffc也是一样属于16ff+的低功耗成本优化版,所谓的12nm就是原16ffc+,基底是ffc,仅仅是16ff+的低功耗另一变种,你可以将其看作台积电的16nmlpe。 那为何32/28进化到16/14有全方位的提升呢,原因在于finfet的加入,其主要为导通和漏电控制做出了巨大的贡献,与45时加入的hkmg一样是工艺的关键性技术,有关键技术加持的工艺才有可能拥有全方位的提升(发热不是finfet带来的,是密度微缩自己的副作用,finfet也就是3D晶体管技术大幅减缓了密度微缩的副作用),而现阶段的工艺都仅仅是finfet的小改款,主要是在鱼鳍高度上提供技术增强,关键技术上并无实质进化,因此密度变化不过是在功耗、性能、成本之间做出不同妥协的产物,如台积电的12/10nm,三星的10nm都是低功耗指向的工艺,如同7420与950对比中的7420,这也是这类工艺没有高性能芯片厂商跟进的原因,如AMD的下代zen依旧维持在三星/GF14nm基础上优化,如果换用了10nm,3.5ghz都上不了也是有可能发生的。 intel 10nm可能引入了gateall around技术,这个技术简单来说是finfet的环绕改进型,业界有看好和不看好两种声音,因为它并不像hkmg和finfet为全新技术,能否承受进一步翻倍的密度存在疑问,但就原理上说它比现阶段加高鱼鳍带来的提升还是大很多。当然不排除其他新材料新技术的引入,如果10nm并未带来新的栅极技术,那到时候就真的可以喊一句intel挤牙膏了(按intel的步调是隔代带来新技术,45的hkmg,22的finfet)。
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