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Intel dévoile des transistors SoC 22 nm, tandis que TSMC et GlobalFoundries prévoient des sauts de processus risqués

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Les annonces de transistors ne sont pas les occasions les plus sexy du bloc, mais le dévoilement du SoC 22 nm d’Intel est important pour une foule de raisons. À mesure que les nœuds de processus se rétrécissent et que davantage de composants se déplacent sur la matrice, les caractéristiques de chaque nouveau nœud sont devenues particulièrement importantes. 22 nm n’est pas un nouveau nœud pour Intel ; il a lancé la technologie l’année dernière avec Pont de lierremais les SoC sont plus complexes que les conceptions de CPU et créent leur propre ensemble de défis.

Comme ses processeurs Ivy Bridge 22 nm, les prochains SoC 22 nm s’appuient sur la mise en œuvre Tri-Gate d’Intel de la technologie FinFET. Selon l’ingénieur d’Intel Mark Bohr, la structure du transistor 3D est la principale raison pour laquelle la technologie 22 nm de l’entreprise est aussi puissante qu’elle l’est. D’autres preuves étayent ce point. Plus tôt cette année, nous vous avons annoncé que Nvidia était profondément préoccupé par l’économie de fabrication et la force relative de la feuille de route planaire sous-28 nm de TSMC. Morris Chang, PDG de TSMC, a depuis admis que ces préoccupations sont valablesétant donné que les performances et la puissance ne devraient augmenter que de 20 à 25 % par rapport au 28 nm.

Intel, en revanche, prévoit des gains record. La société affirme que son SoC 28 nm « utilise des transistors logiques à haute vitesse, des transistors à faible puissance de veille et des transistors tolérants à haute tension dans une seule puce SoC pour prendre en charge une large gamme de produits, y compris les téléphones intelligents haut de gamme, les tablettes, les netbooks, les systèmes embarqués, communications sans fil et produits ASIC. La société fait état d’énormes améliorations dans les courants de fuite et Intel prévoit de tirer pleinement parti de l’amélioration des performances.

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Mise à l'échelle des transistors

Vous avez probablement vu l’image ci-dessus trotter lorsqu’Intel parle d’améliorations des nœuds de processus. Dans ce cas, c’est le longueur de la ligne qui est plus d’amélioration que ses déplacements vers la droite. Le diagramme montre que le courant de fuite chute plus rapidement que la vitesse d’horloge. À 65 nm, les performances des transistors d’Intel et les niveaux de fuite minimum ont chuté plus rapidement, tandis que la fuite minimum était beaucoup plus élevée.

Voici 65 nm, 32 nm et des ensembles de données individuels pour les cellules SRAM sur plusieurs nœuds de processus.

Tension et fréquence de fonctionnement

À 65 nm et une tension d’entrée maximale de 1 V, les SRAM d’Intel avaient une plage de fonctionnement étroite. 800 MHz était la fréquence efficace maximale à cette tension – en dessous de 0,8 V, la puce a cessé de fonctionner à n’importe quelle fréquence. À 32 nm (Medfield, Clover Trail), les processeurs de la société disposent d’une latitude beaucoup plus grande. 22nm pousse l’enveloppe encore plus loin.

Le défi pour TSMC et GlobalFoundries sera de savoir comment faire correspondre les performances de la technologie 22 nm d’Intel avec leurs propres produits 28 nm. 20nm semble ne pas pouvoir le faire, c’est pourquoi les deux sociétés mettent l’accent sur leurs plans de passer à 16nm/14nm plus tôt que prévu. Il y a quelques variations sur le nœud qui vient ensuite ; GlobalFoundries et Intel parlent tous deux de 14 nm ; TSMC implique un saut rapide à 16 nm.

Je ne veux pas trop en dire sur la façon dont les futurs processus des trois entreprises pourraient se comparer ; tech papers à l’IEDM peut apporter plus de lumière sur les particularités de chaque solution. Ce qui est clair, c’est que GF et TSMC vont essayer d’accélérer le développement de FinFET. Les documents techniques de GF impliquent que la société déploiera un processus hybride 22 nm-14 nm pour faire le saut plus rapidement.

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Mobilité extrême 14nm

Est-ce que ça marchera? Inconnue. TSMC et GlobalFoundries ont tous deux d’excellents ingénieurs, mais FinFET est une technologie difficile à déployer. L’accélérer plus rapidement que prévu tout en introduisant simultanément un nouveau processus peut s’avérer plus difficile que ne le prévoit l’une ou l’autre des entreprises. Compte tenu des avantages revendiqués par Intel pour la technologie, il aurait peut-être été plus logique d’augmenter le FinFET sur un nœud établi. L’une des démonstrations les plus importantes de ce qu’Intel pense tirer du FinFET 22 nm est la décision de la société de réviser Atom pour une architecture en panne. Intel a résisté à l’appel à la refonte du processeur dans l’ordre ; le noyau actuel au cœur de Medfield et Sentier du trèfle offre des performances presque identiques à la conception qui a fait ses débuts en 2008.

L’Atom 22 nm devrait combler l’écart avec les processeurs ARM existants et donner à Intel un avantage substantiel. Dans l’ensemble, la situation semble indiquer qu’Intel tient les cartes jusqu’à ce que GF et TSMC parviennent à réviser leurs feuilles de route pour le marché des sous-20 nm.

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