Technologie, která může vrátit Intel do hry: Dožene vylepšený proces 18A-P náskok Tchaj-wanu?

TSMC teď představilo vylepšené verze svých 2nm a 1,4nm výrobních procesů, o čemž jsme informovali minulý týden. I Intel, který by se rád dotáhl na konkurenční TSMC, teď přestavil podobné vylepšení: 1,8nm proces Intel 18A-P. Ten bude vylepšenou verzí 1,8nm procesu, který už je ve výrobě. Má ale zlepšit parametry. Tato technologie by tak mohla být velmi důležitá – konečně by mohla být alternativou pro 2nm technologii TSMC.

Intel 18A-P

Proces Intel 18A-P (někdy také označený 18AP) je vylepšenou verzí 1,8nm procesu 18A (18 ångströmů se rovná 1,8 nm). Přípona P má znamenat, že tato technologie dosáhne vyššího výkonu než základní proces 18A. Toto názvosloví Intel oznámil už před delší dobou a bylo známo, že příslušná „péčková“ varianta procesu 18A vznikne, nicméně firma ji bude v červnu prezentovat na VLSI 2026 Symposium, a teď publikovala materiály odhalující, jaké parametry se od ní dají čekat.

Procesem 18A s tranzistory typu GAA-FET (či jak firma uvádí, RibbonFET) a technologií Backside Power Delivery začal Intel před nedávnem vyrábět první procesory (Core Ultra 300 Panther Lake a levnější čipy Wildcat Lake). Byl důležitým milníkem ve snaze Intelu dohnat skluz proti TSMC a Samsungu, ostatně mělo jít o kulminaci k tomu mířícího plánu předchozího CEO Gelsingera.

 Nicméně proces se jednak opozdil, jednak nedosahuje výkonu, který by byl třeba. Přes označení jako „1,8nm“ je konkurencí spíše pro 3nm proces TSMC, ne pro jeho nyní přicházející 2nm technologii, která Intelu zase asi o dost uteče. Navíc tento proces trpí nízkými frekvencemi, kdy se Intelu podařilo dosáhnout u procesorů Panther Lake maxima jen 5,1 GHz, zatímco jeho procesory vyráběné 3nm technologií TSMC běží až na 5,7 GHz. Z tohoto důvodu Intel neuvedl desktopové a výkonné mobilní procesory řady HX vyráběné touto technologií.

O 9 % lepší výkon

Proces 18A-P má šanci toto změnit. Zlepšení technologie spočívající jak ve vyšší rychlosti tranzistorů, tak v lepších parametrech kovových vodičů mají celkově vylepšit křivku napětí a frekvencí. Čipy budou se stejným napětím dosahovat vyšší frekvence, nebo alternativně mohou běžet na stejné frekvenci s nižším napětím, což sníží spotřebu. Je to ilustrováno na následujícím grafu, který ukazuje, jak je proces 18A-P schopen dosáhnout vyšších frekvencí pro různá zvolená napětí. Výkon podle Intelu může být zvýšen až o 9 %, nebo se alternativně může o 18 % snížit spotřeba při stejné frekvenci proti čipům vyráběným základním procesem Intel 18A.

Jako obvykle musíme upozornit, že toto nemusí znamenat, že se o 9 % zvýší maximální dosažitelná frekvence – tedy že by automaticky mělo být schopné dosáhnout u procesorů takt 5,5 GHz proti zmíněnému stropu 5,1 GHz u Panther Lake. Jak můžete vidět, tato procenta jsou odvozená od čipu běžícího na 0,75 V. Maximální boosty procesorů jsou dosahovány s výrazně vyššími napětími blízko maxima technologie, kde se křivka může chovat jinak.

Naproti tomu se zřejmě neočekává nějaké zvýšení hustoty tranzistorů, rozměry struktur by měly být nezměněné. Nicméně by se patrně mohl zlepšit minimální provozní napětí (u logických obvodů, ale ne u SRAM), což by asi mohlo u některých čipů umožnit zlepšení výdrže zařízení na baterii. Proces 18A-P také přidává možnost využít nový typ kontaktů umožňujících vyšší výkon.

Zajímavé je, že podle prezentace Intelu má být zvýšena tepelná vodivost čipů (či možná lépe řečeno obvodů), údajně až o 50 %. To by mohlo usnadnit chlazení čipů a možná také umožňuje nasadit vyšší frekvence tam, kde jim dosud bránila tepelná hustota vedoucí k lokálnímu přehřívání. U Panther Lake se uvádělo, že procesor má určité problémy právě s lokálním přehříváním – ne kvůli celkové spotřebě, ale kvůli tomu, že se teplo nestíhá rozptylovat z míst největšího příkonu, takže se lokálně koncentruje. Pokud by proces 18A-P tyto problémy zmírnil, mohlo by to otevřít cestu ke zvýšení taktů a tím i výkonu 1,8nm čipů.

Je pravděpodobné, že tato zlepšení parametrů ještě neudělají z procesu 18A-P výkonnostní ekvivalent procesu N2 od TSMC. Ale měla by zmírnit nevýhodu, v které teď technologie Intelu proti tchajwanskému lídru je. Intel nemusí nutně vyhrát, ale je důležité, aby byl co nejkonkurenceschopnější, takže přínosné bude i to, pokud proces 18A-P překoná přesvědčivě starší 3nm proces TSMC, s nímž je nyní technologie 18A srovnávána.

Přesvědčí Intel 18A-P konečně externí zákazníky?

Tato zlepšení Intel uvádí pro referenční čip, který používá architekturu Arm – je to nepochybně proto, že se firma opět bude snažit získat pro tuto technologii externí zákazníky jako Nvidii, Apple či dokonce AMD, aby rozšířila svou ekonomickou škálu a zlepšila tak zatím špatnou rentabilitu svých továren. Pokud by se to podařilo, mohlo by jít o nejdůležitější úspěch technologie, kritický pro dlouhodobou životaschopnost továren Intelu a jeho linie technologie výroby čipů. Ten je aktuálně jediná špičková technologie výroby čipů patřící USA a širšímu západnímu světu, takže její přežití má význam hlubší než čistě byznysový.

Zdroj: techPowerUp