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英特爾Architecture Day揭示五大技術架構 10奈米SuperFin、Willow Cove CPU等

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科技產業資訊室 (iKnow) - May 發表於 2020年8月14日

圖、英特爾Architecture Day揭示10奈米SuperFin、Willow Cove CPU等五大技術架構
 

英特爾(Intel)年度Architecture Day於2020年8月13日舉行,首席架構師Raja Koduri、英特爾院士及其架構團隊,共同揭示最新電晶體製程節點技術架構,包括:10奈米SuperFin,以及 Willow Cove 微架構、次世代平台 Alder Lake,及專為遊戲和光線追蹤加速運算設計的 Xe-HPG GPU。

10奈米SuperFin製程技術=重新定義FinFET並結合Super MIM電容器

圖、英特爾10奈米SuperFin技術

英特爾10nm SuperFin 技術就是將增強型FinFET電晶體與 Super MIM 電容器相結合一起。英特爾正重新定義FinFET技術,以實現最先進單節點內技術升級,提供等同轉換至全新製程節點技術的效能改進。
 
SuperFin技術於源極/汲極提供增強的磊晶,改進柵極製程和額外的柵極間距,透過以下方式實現更高的效能:
  • 提升源極和汲極結構的磊晶生長,從而提升應力並減小電阻,以允許更多電流通過通道
  • 改進柵極製程以驅動更高的通道遷移率,使得電荷載子更快速地移動。
  • 額外的柵極間距選項,可為需要極致效能的特定晶片功能提供更高的驅動電流。
  • 新型薄阻障層將通孔電阻降低了30%,增強了互連效能。
與業界標準相比,英特爾的 Super MIM 電容提供 5 倍的容值,從而降低電壓驟降情況,並顯著提高產品效能。該技術由一種新型 Hi-K 介電材料所實現,該材料堆疊在厚度僅為數 Å(埃,10 分之 1 奈米)的超薄層中,形成重複的「超晶格」結構。英特爾稱這是一項業界首創的技術,領先其他製造商。
 
英特爾代號Tiger Lake 的次世代筆電處理器將以 10nm SuperFin 技術為基礎。Tiger Lake 目前正在生產預計在2020年底推出並出貨給OEM 系統的客戶。

Hybrid Bonding
(混合接合)封裝技術

圖、英特爾封裝技術路徑圖(Roadmap)

英特爾宣稱,混合接合可取代當今大多數封裝技術中使用的傳統「熱壓」接合的替代技術。在 10µm 以下凸點間距(含 10µm),進而提供更高的互連密度、頻寬和更低的功耗。混合接合測試晶片已於 2020年第二季投片。

Willow Cove Tiger Lake CPU 架構

Willow Cove 是英特爾的次世代CPU微架構。採用最新的製程10nm SuperFin 技術,並植基於 Sunny Cove 微架構上。並為更大的 non-inclusive 1.25MB L2 快取,導入重新設計的快取架構,並透過英特爾Control-flow Enforcement Technology(控制流強制技術)增強了安全性。
 
Tiger Lake 將在關鍵向量運算方面提供智慧效能和突破性的進步。透過 CPU、AI 加速器最佳化,以及首款整合 Xe-LP 繪圖為架構的系統單晶片架構,並在系統單晶片進行完整的最佳 IP 組合,例如新的整合式 Thunderbolt 4
 
混合式架構 Alder Lake
 
CPU 核心 Roadmap,Alder Lake 預定2021年登場。Alder Lake 將結合英特爾即將推出的 Golden Cove 和 Gracemont 兩種架構,並進行最佳化以提供出色的每瓦效能。
 
Xe 繪圖架構


Xe 是英特爾接下來的 GPU 重點產品,從用途和數量級來區分,共有 Xe-HPC、Xe-HP、Xe-HPG 和 Xe-LP 等 4 款。
 
首度亮相的 Xe 微架構新版本則是  Xe-HPG,這是一款為遊戲最佳化的微架構,結合 Xe-LP 良好的效能/功耗元素,加上 Xe-HP 的規模優勢加大組態,並從 Xe-HPC 最佳化運算頻率。為提升每單位成本的效能,加入基於 GDDR6 的新記憶體子系統,且 Xe-HPG 將支援光線追蹤加速功能,預計於 2021 年開始出貨。
 
Xe-LP 是英特爾用於 PC 和行動運算平台的最高效架構,具備多達 96 個 EU,並擁有新的架構設計,包括非同步運算,視圖實體化,取樣器回饋,更新支援 AV1 的媒體引擎和更新的顯示引擎。
 
首款以 Xe 架構為基礎,代號為 DG1 的獨立 GPU 已開始投產,預計在 2020 年開始出貨。
 
英特爾Server GPU (SG1) 是英特爾針對資料中心,第一款以 Xe 架構為基礎的獨立 GPU。SG1 將 4 個 DG1 效能以 small form factor 的規格帶進資料中心,其目標是實現低延遲、高密度 Android 雲端遊戲和影片串流。SG1 將在近期內開始量產,並於今(2020)年稍晚出貨。
 
Xe-HP 是業界首款多重砌磚式(multi-tiled)、高度可擴展的高效能架構,可提供資料中心機架層級的媒體效能、GPU 可擴展性和 AI 最佳化。英特爾正與主要客戶一同測試 Xe-HP,並計劃在英特爾DevCloud 中為開發人員提供 Xe-HP 資源,預計於 2021 年上市。

結語
英特爾今年所揭示最新5大技術,主要在拿回PC領域及半導體先進製程領先地位。即使,目前ARM晶片的CPU出貨量已經是英特爾的2倍多,台積電已進入5奈米先進製程量產,還有追趕高通在通訊連結晶片、Nvidia在繪圖AI晶片領先。隨著5G、AI、物聯網時代到來,英特爾必須急起直追,否則終將逐漸失掉未來市場。(1212字;圖1)  


參考資料:

Architecture Day 2020. Intel, 2020/8/13. 



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