10nm proces Intelu prohrává v hustotě tranzistorů, nestačí na 7nm procesy konkurentů

16
Výrobní prostory továrny na polovodičové čipy (Zdroj: Intel)

Intel držel donedávna neoddiskutovatelné prvenství ve výrobě čipů. Jeho továrny mívaly roční či delší náskok s novými výrobními procesy a někdy v době 22nm procesu byl Intel fakticky napřed ještě víc díky nasazení 3D tranzistorů, které ostatním výrobcům trvaly až o tři roky déle. Ovšem s velkým zpožděním, které Intelu nabral 10nm proces (to se asi nabalilo i na předchozí méně závažný skluz 14nm výroby), se o jeho dříve výsadní pozici začalo častěji a častěji pochybovat. A tyto pochybnosti byly nyní potvrzeny. Aspoň v některých ohledech už Intel boj o první místo prohrál, máme na to i cosi jako doklady.

Intel mohl ještě loni tvrdit, že si před továrnami TSMC, Samsungu a GlobalFoundries zachovává stále náskok (dokonce víceletý), protože jeho 10nm proces je parametry výrazně lepší než to, co ostatní firmy označují tímto číslem. Ovšem Zatímco Samsung, Qualcomm, Apple nebo třeba i Huawei již loni měli na trhu 10nm mobilní procesory, Intelu se jejich reálná komerční výroba nakonec posunula až na letošní rok. Zdá se, že reálně tato CPU budou spíš až v druhé polovině roku. A to povede k tomu, že se jejich nástup bude téměř překrývat s vydáním prvních 7nm procesorů, které by měl jako první mít Samsung a Apple. 10nm proces Intelu už tedy nebude soutěžit s oním „horším 10nm“ procesem konkurence, ale fakticky už se 7nm technologií nezávislých továren. A zdá se, že ony lepší parametry Intelových 10 nm nebudou stačit na to, aby rozdíl jedné generace stáhly.

Srovnávání hustoty tranzistorů v logických obvodech je hodně komplikované tím, že pro jednotlivé procesy neexistují nějaké analogické čipy jako reference. Ovšem existuje jedna dostupná metrika, a to hustota pamětí SRAM tvořících cache – kterou se mimochodem Intel ještě nedávno sám často oháněl. Hodnoty uvádějící hustotu SRAM na 10nm procesu nyní Intel prozradil na konferenci ISSCC a ukazuje se, že se opravdu nemohou rovnat tomu, čeho dosáhnou Samsung či TSMC na svých 7nm procesech.

7nm procesy konkurentů mají o 15% menší tranzistory, Intel porazí i GlobalFoundries

Intel na ISSCC při prezentaci parametrů své 10nm SRAM sdělil, že dosáhl rozměru buňky 0,0312 µm2 pro standardní verzi a 0,0367 µm2 pro úspornou variantu. Na 14nm procesu měla SRAM Intelu údajně 0,0500 a 0,0588 µm2, Intel uvádí, že nový proces snížil hustotu tranzistorů o 38–42 %. To bývá typické číslo pro skok o plnou jednu generaci. Ovšem při prezentaci také padlo, že má tento 10nm proces „jen 15% ztrátu na nejlepší 7nm proces od konkurence“. To je docela zajímavé, jelikož zde Intel přiznává, že ono výrobní vedení ztratil, pokud se tedy skutečně oné konkurenci podaří vydat 7nm čipy plus minus nastejno s 10nm čipy Intelu.

Tabulka srovnávající parametry 14nm a 10nm procesu Intelu co do vlastností SRAM
Tabulka srovnávající parametry 14nm a 10nm procesu Intelu co do vlastností SRAM (Zdroj: EE Times)

Jak podotýká Ashraf Eassa z investičního webu The Motley Fool, onen nejhustší 7nm proces (dle této metriky) má Samsung, jehož SRAM s buňkou tvořenou šesti tranzistory („6T“) dosáhla plochu jen 0,0260 µm2. TSMC uvádí u 7nm SRAM hustotu o něco málo nižší, ale stále značně před 10 nm Intelu: plocha buňky je 0,0272 µm2. 7nm proces GlobalFoundries je někde mezi, uváděna je pro něj plocha buňky 0,0269 µm2.

intel-cip-wafer

Hustota SRAM není nejdůležitější parametr

Je třeba říci, že hustota procesu není nutně ta nejdůležitější disciplína závodu. Jak se ukazuje na současném soupeření Intelu s AMD, v sektoru PC je daleko užitečnější vysoký výkon, tedy to, že CPU Intelu dokáží běžet na vyšších frekvencích než konkurence. V oblasti serverů už to tak jasné není, zde může nižší hustota být reálnou brzdou pro přidávání dalších jader. V oblasti telefonů a tabletů už zase Intel nefiguruje, takže pokud se mu na 10 nm podaří zachovat frekvenční prvenství, kterým teď drží na uzdě AMD, může to být vlastně stále považováno za prvenství absolutní.

Horší hustota tranzistorů bude pro Intel zatím znamenat jediné: že se mu o něco sníží marže. Ty ale mají velkou rezervu díky tomu, jak je Intel vertikálně integrován. Intel vytváří velmi vysoké zisky, a tak by zhoršené marže zdaleka neměly nějaké dramatické dopady, pokud společnost díky výkonu tranzistorů uhájí svůj vysoký tržní podíl a ceny. Jinými slovy, Intel zde utrpí určitou symbolickou porážku a ztrátu tváře, ale rozhodně nepřestává být nebezpečným konkurentem. Horší by bylo, pokud by se firmě nepodařilo chytit druhý dech a problémy se zpožďováním nových technologií by pokračovaly. Pak už by totiž její konkurenceschopnost utrpět mohla a v katastrofickém scénáři by se dokonce Intel jednou mohl ocitnout před nutností skončit s vlastními továrnami a začít čipy vyrábět třeba u TSMC. Měřítko takovéto migrace by bylo obrovské, Intel by sám potřeboval produkci několika továren. A zároveň by čelil překážkám kvůli tomu, jak byly jeho architektury dosud srostlé s vlastním výrobním procesem, kdežto nyní by se musel přizpůsobovat jiné technologii a vývojovým nástrojům.

10nm proces Intelu prohrává v hustotě tranzistorů, nestačí na 7nm procesy konkurentů

Ohodnoťte tento článek!

16 KOMENTÁŘE

    • Srovnáváte nesrovnatelné. Samsung své procesy zaměřuje na nízko taktované SoC, proces Intelu je více zaměřen na high performance.
      Když na obou procesech vyrobíte velké x86 CPU, Intel na tom bude (frekvenčně) lépe. A nízko taktované ARM SoC bude mít na Samsungu o dost nižší spotřebu než na procesu Intelu. Oba procesy jsou dobré v tom, k čemu jsou určeny.
      Říct, že 14nm Samsung je sprzněný, je stejné, jako si stěžovat, že nožem jde špatně řezat strom. Nůž není dělaný na řezání stromů, Samsung proces na velké x86 CPU.

  1. Mám v tom trochu hokej, nejdříve je horší intel s rozměrem cca 0,03um2, pak je lepší konkurence která má plochu cca 0,26um2 na buňku o šesti tranzistorech. Vždyť to je o řád horší, nebo si to mám dělit šesti a vykouzlit tam poníka aby to bylo menší než těch cca 0,03um2? GF má pak 269um2 to je asi překlep, ale kdo ví.

    Asi by bylo vhodné k tomu dodat, že u všech výrobců se jedná o šesti tranzistorovou SRAM bit buňku a její plochu v um2. A porovnání je následující Intel: 0.0312 Samsung: 0.026 TSMC: 0.0272 a GF: 0.0269. A jak bylo řečeno, jde o nějaký parametr, který je zajímavý, ale reálně moc neznamená. Osobně si myslím, že kdo první přijde s náhradou křemíku za germanium, indium nebo snad grafen, dostane se do úplně jiné ligy.

  2. Díky za upřesnění, byl jsem z těch čísel poněkud zmatený. Nechci do autora rýpat, protože jestli to psal např. ve 2 ráno po 4 pivech na mobilu na záchodě, tak je to ještě dobrý výkon. No, jak by řekl klasik, nikomu neuškodí, když je jednou za čas za pitomce. 😉

    • Po pivu rozhodně ne, ale teda zrovna v těch číslech, který jsou tam nejdůležitější, je to dost nešťastná chyba. Ono bohužel když člověk kontrolujechyby, tak kouká po hrubkách a překlepech. Mě se pak často stane, že si nevšimnu špatných jednotek (třeba MB místo GB u harddisků). Ale tohle je teda trochu extrém.