Koncem minulého měsíce jsme tu s únikem roadmap Intelu (které ovšem nejsou oficiálně potvrzené, takže je musíme brát s rezervou) absolvovali nové kolo pochybností o tom, kdy se Intelu povede rozjet 10nm výrobu, respektive hlavně, zda to skutečně bude v masovém měřítku. Možná i jako odpověď na tyto úniky Intel nyní veřejně sdělil podrobnosti ke svým plánům ve výrobních procesech s docela velkou mírou detailů a odhalením až po rok 2023. Podle těchto plánů mají 10nm čipy být na světě už v červnu, ale co víc: už v roce 2021 by mohly přijít první 7nm čipy.
Budou tři generace 10nm, proces měl příliš vysoké cíle
Intel v této prezentaci přiznal, že plány pro 10nm proces byly příliš ambiciózní a zároveň nebyl vývoj dobře řízen a cíle definovány, což zavinilo jeho zpoždění. Níž můžete vidět slajdy, porovnávající původní plán z roku 2013 a dnešní stav. Původně se 10nm procesory plánovaly na roky 2016 (tick Cannon Lake) a 2017 (tock Ice Lake). Ovšem nyní Intel klade start výroby na letošek, což je zpoždění o tři roky. Dříve by tato doba znamenala víc než jednu generaci, tj. bez onoho selhání bychom už byli uprostřed 7nm generace.
Roadmapa výrobních procesů Intelu pro roky 2019 až 2023 (květen 2019)10nm proces používá technologii čtyřnásobné expozice (quadruple patterning) s self-aligningem, kdy se pomocí podkladové struktury dají kovové vrstvy exponovat s menším množstvím masek, než by bylo normálně třeba, takže zde jde o úsporu nákladů (tato technika se prý používá například při výrobě DRAM). Intel zároveň poprvé použil poprvé kobalt pro dvě kovové vrstvy a technologii Contact Over Active Gate, která opět má zvětšit hustotu. Celkově byl stanoven cíl zvýšit hustotu tranzistorů 2,7×, což je značně nad typickou hodnotou pro nové procesy. Kombinace příliš mnoha novinek najednou a takto ambiciózních cílů asi byla hlavní příčinou neúspěchu.
Roadmapa výrobních procesů Intelu pro roky 2019 až 2023 (květen 2019)Ice Lake už za měsíc
Nový start výroby je ale jak už bylo řečeno stanoven na letošní rok, za poslední rok tedy Intel stále stojí na svém, že nedojde k dalším zpožděním. Podle aktuálních slajdů budou prvními 10nm čipy (pokud pomineme prakticky zrušené Cannon Lake loni) Ice Lake pro notebooky neboli ICL-U. A ty mají údajně být uvedeny/vypuštěny už v červnu, i když Intel konzervativně slibuje, že na prodej budou „pro Vánoční sezónu“.
Tip: Unikly specifikace čipů Intel Ice Lake a Comet Lake. 10nm CPU mají nízké frekvence
Nedávno unikly roadmapy Dellu pro řadu notebooků XPS, které potvrzují použití 10nm Ice Lake letos, ale jen ve dvou z těchto počítačů, XPS 13 7300 a pak 2v1 zařízení XPS 13 7390, zbytek letošních notebooků má 14nm čipy Comet Lake nebo Whiskey Lake a podobně.
Roadmapa notebooků Dell XPS s procesory Ice Lake. Pozor, jde o údajný únik, ne oficiální dokument (Zdroj: Tweakers.net)Ice Lake je stále první generace 10nm procesu
Když se postupně provalovaly problémy 10nm čipů Cannon Lake a vynořovaly se další a další 14nm generace jako jejich náhrady, spekulovalo se často, že Intel přeskočí první generaci procesu a nakonec vyjde rovnou lepší varianta 10+ (nebo dokonce 10++). To se ovšem nepotvrzuje. Intel ve slajdech potvrdil, že 10nm čipy nebudou jednorázovka, firma plánuje tři generace. Ovšem Ice Lake letos bude stále na té první, procesu „10“. V roce 2020 má přijít varianta 10+ (k čemuž by asi měly sedět čipy Tiger Lake), v roce 2021 pak 10++ (Alder Lake?).
Aktualizováno (13.5 2019):
Zdá se, že Intel měl ve slajdech a prezentaci chybu. Tiskové oddělení Intelu později informovalo, že Ice Lake je místo první generace 10nm procesu nakonec údajně na druhé generaci, 10 nm+, jak Intel uváděl dřív. Pokud je toto pravda, mohlo by následující Tiger Lake být už na 10nm++ procesu.
Roadmapa výrobních procesů Intelu pro roky 2019 až 2023 (květen 2019)Prezentace k výrobním procesům Intelu, roadmapa 10nm a 7nm technologie (květen 2019)
10nm Xeony v H1 2020
Intel tvrdí, že na první generaci 10nm procesu bude v roce 2019 až 2020 vydáno nejen Ice Lake-U, ale i celá řada dalších procesorů. A to AI akcelerátory pro inferenci (Nervana), FPGA Altera Agilex a také 5G síťové produkty. Pro 5G Intel pro telefony zabil a nad zbytkem tohoto byznysu visí otazník, ale zde jde zřejmě o SoC Snow Ridge určený do infrastruktury pro 5G vysílače a poodbné role, ne o modem.
Asi nejzajímavější je, že v první polovině roku 2020 podle Intelu mají vyjít první 10nm Xeony. To by byl nejvyšší čas, protože tou dobou už Intel bude mít asi několik měsíců zpoždění proti 7nm Epycům druhé generace a dnešní 14nm Xeony by mohly značně zaostávat v poměru výkonu a spotřeby. Víme ale, že Intel současně chystá i 14nm čipy Cooper Lake, což zase vyvolává otázky, zda 10nm produkty přijdou do celého portfolia a ne třeba jen do jeho části.
Roadmapa výrobních procesů Intelu pro roky 2019 až 2023 (květen 2019). Všimněte si vůbec prvního pohledu na čip Ice Lake-UPotvrzena 10nm GPU na příští rok
A kromě toho má v roce 2020 vyjít také „GP-GPU“ na 10nm procesu (zřejmě stále jeho první generaci). Ono GP by mělo znamenat General Purpose, tedy využitelné pro výpočetní úlohy. Ty mohou dokonce být pro Intel primárním cílem, tj. ono „GP“ může znamenat, že nepůjde o herní grafiky. Pro výpočetní akcelerátory nejsou totiž třeba speciální herní ovladače a je možné na nich získat velké marže. Plus se dají využít „síťové efekty“ vyplývající ze silného postavení Xeonů a protlačit GPU zákazníkům třeba v bundlech nebo jinou „synergií“. Intel by tato GPU mohl cílit na superpočítač Aurora, což bude sesterský exascale stroj Frontieru, založeného na technologii AMD, jak bylo právě oznámeno.
Článek pokračuje na další straně informacemi o 7nm procesu Intelu.
7nm proces Intelu v roce 2021?
Největší sousto v této prezentaci je ovšem mimo 10nm oblast. Intel totiž sdělil, kdy hodlá nasadit 7nm proces. Má to být už v roce 2021, tedy konečně zase po dvou letech. Také 7nm technologie má mít tři generace: „vanilla“ první generace 7nm v roce 2021, 7+ v roce 2022 a 7++ v roce 2023. Plusové refreshe budou zlepšovat parametry, energetickou efektivitu, takty a tak podobně. Ovšem první generace se bude časově překrývat s procesem 10++.
Roadmapa výrobních procesů Intelu pro roky 2019 až 2023 (květen 2019)Pokud se Intelu povede tento plán splnit, znamená to, že se mu podařilo popadnout dech a opět se vrátit k původnímu tempu vývoje – ovšem nesmaže tím tři roky ztracené 10nm problémy. 7nm proces bude konkurovat 5 nm od TSMC, které by opět mohly přijít do akce dřív. Tyto dvě technologie by asi měly být vzájemně konkurenceschopné, takže Intel nebude časově moc pozadu – jenže dřív měl sám o generaci náskok.
Roadmapa výrobních procesů Intelu pro roky 2019 až 2023 (květen 2019)7nm proces už neudělá stejnou chybu s příliš „lakomým“ požadavkem na hustotu. Proti 10 nm se v tom má zlepšit „jen“ 2.0×. Ovšem vzhledem k velkému předchozímu skoku to ani neznamená, že by si tu Intel dal pohov, zprůměrováno přes obě generace je růst hustoty značných 2,32×. Už bude použita expozice pomocí EUV, což sice přináší vlastní problémy, ale ty už teď prošlapává Samsung a TSMC, takže situace Intelu by měla být v mnohém snazší, než ve vývoji 10 nm.
Na 7nm procesu by vývoj čipů měl být snazší
Intel také uvádí, že zmenší počet různých „pravidel“ pro vývoj čipů o 75 %. To znamená, že vývojáři architektury a fyzického návrhu procesorů budou muset přihlížet k mnohem menšímu počtu zvláštností/speciálních případů a omezení výrobní technologie. Je možné, že i toto přispělo ke zpoždění 10nm CPU (nebo nefunkčnímu GPU v Cannon Lake), nejen problémy procesu samotné. Toto by teoreticky mohlo být přínosem i pro externí zákazníky foundry byznysu Intelu (proces bude univerzálnější/méně návrh komplikující), pokud ovšem ten vůbec bude pokračovat.
Na 7nm půjdou jako první GPU Intelu
Zatím ovšem není úplně jasné, zda v roce 2021 vyjdou nějaké 7nm procesory. Podle Intelu totiž úvodním produktem na této technologii bude v onom roce grafický procesor či karta Intel Xe. Ovšem pozor, opět je to „GP-GPU“ a je řečeno, že půjde o produkt pro datacentra, HPC (superpočítače, vědecké výpočty) a umělou inteligenci/strojové učení.
Roadmapa výrobních procesů Intelu pro roky 2019 až 2023 (květen 2019)Foveros a čiplety se do PC nechystají, jen pro datacentra?
Také má být použito pokročilé 3D pouzdření Foveros. Ovšem toto by mohlo znamenat, že části tohoto akcelerátoru mohou používat jinou, starší technologii. Teoreticky by to třeba mohlo vypadat trochu jako Epyc Rome – 7nm výpočetní jádra/jednotky, 10nm nebo dokonce 14nm I/O a analogové bloky. Případně by heterogenní čiplety mohly mít ještě jinou, specializovanou roli, například síťovou nebo propojovací konektivitu. Tato architektura se ovšem zdá se kvůli nákladům navíc plánuje spíš jen pro datacentrové a profi produkty. GPU a procesory pro PC zdá se Intel v budoucnu vidí stále jako levnější monolitické čipy.
Roadmapa výrobních procesů Intelu pro roky 2019 až 2023 (květen 2019)Začátek konce problémů?
Tato odhalení každopádně malují budoucnost Intelu v o dost lepším světle. Po rozjezdu 10nm procesu, nebo případně se 7nm, pokud 10nm technologie nebude schopná nasazení úplně na celé portfolio výkonnějších čipů (jak se obávají pesimisté) by se Intelu mohlo pomoci stáhnout technologický skluz, který nabral ve výrobním procesu na TSMC a čipy například v mobilech. Zároveň by ale asi měla trvat konkurenční situace, což by bylo nejlepší pro technologický pokrok.
Také nicméně stále musíme dávat pozor na to, že zde představená roadmapa je jen plán. Ty v minulosti Intelu nevyšly a musel je posléze měnit. Zatím tedy stále musíme tyto přísliby brát s určitou rezervou, stát se samozřejmě může všechno možné. Je třeba říct, že ony tři roky navíc byly velmi dlouhý čas, který by Intelu měl poskytnout hodně příležitostí problémy vyřešit, takže není nijak nerealistické čekat, že teď už problémy nebudou. Ovšem zaručené to také není a nemáme jistotu, zda hlubší příčiny problémů na 10nm způsobené managementem třeba neudeří znovu.
