Intel 4 較 Intel 7 運算效能提升 21.5%,英特爾要藉新製程取得優勢

作者 | 發布日期 2022 年 06 月 15 日 8:20 | 分類 IC 設計 , 晶片 , 處理器 line share follow us in feedly line share
Intel 4 較 Intel 7 運算效能提升 21.5%,英特爾要藉新製程取得優勢


眾所周知,處理器龍頭英特爾 (Intel) 過去幾年因新製程節點開發遇瓶頸,讓競爭對手 AMD 有反攻機會。外媒《The Register》報導,英特爾正在規劃野心勃勃的五年計畫,重新拿回處理器市場優勢。

英特爾本週舉行的 2022 IEEE VLSI 技術和電路研討會詳細說明如何製造運算速度更快、製造成本更低且更可靠的處理器。簡報大多圍繞 Intel 4 節點製程,之前稱為 7 奈米製程,英特爾預計 2023 年商業化,包括 PC 用代號 Meteor Lake 處理器,以及代號 Granite Rapids 服務器用處理器。

英特爾之前說 Intel 4 每瓦性能比 Intel 7 提高 20%,Intel 7 之前是 10 奈米增強型 SuperFin 節點製程,為代號 Alder Lake 的 CPU,以及最近延後發表的 Sapphire Rapids 伺服器處理器主要製程。英特爾技術開發副總裁、負責 Intel 4 開發的 Ben Sell 表示開發順利,相較 Intel 7,Intel 4 運算效能約提高 21.5%,或相同運算效能下,Intel 4 較 Intel 7 功耗降低 40%。

Ben Sell 強調,Intel 4 幫助下,Meteor Lake 這種未來處理器不僅會有更好性能,且耗能效率也會提升,對 PC 或伺服器節省電力和提高筆電電池壽命都有大幫助。達成性能關鍵就在 Intel 4 提高處理器 2 倍電容數量,大幅減少較大電壓震盪,增加處理器的可用電壓,在較高運算時脈下工作。

雖然提高運算效能對新節點製程是關鍵,但在商言商,降低處理器生產成本但維持處理器可靠性也很重要。Ben Sell 表示,Intel 4 使用 EUV 微影曝光技術,開發團隊取得不錯進展。因與英特爾節點製程沉浸式微影曝光技術相比,EUV 讓英特爾簡化微影曝光流程。英特爾經 EUV 幫助,將處理器設計蝕刻到矽晶圓所需的光罩層數,由 5 層減到 1 層。

除了減少光罩層數,使用 EUV 還能提高良率,代表新處理器投產,有缺陷的晶圓數將減少,這使英特爾降低生產成本。即便 EUV 投資成本很高,但長期減少使用光罩層數及整合許多工序,降低使用工具數量,並藉提高良率取得較多可用晶圓,仍達降低成本、提高產能的效益。

流程改善代表英特爾開發新節點製程時能採用模組方式,與過去開發新節點製程方法有很大變化。相較以往全部從頭再來的費時費力方法,導致英特爾過去幾年 10 奈米和 7 奈米開發遭遇重大失敗和延遲。透過模組化開發,不需全部從頭再來,只要單獨改良每個模組程序,讓開發簡單許多,降低錯誤與延遲風險。

(首圖來源:Flickr/JiahuiH CC BY 2.0)