Intel Tiger Lake odhaleno. Proces 10nm SuperFin teď dá až 5 GHz

Až 5GHz s vysokým IPC: Výrobní proces 10SF/10nm SuperFin

Intel odhalil nové 10nm procesory Tiger Lake. Ty jsou docela očekávané, jelikož první 10nm generace Ice Lake se zas tak nepovedla a od těchto následujících Core 11. generace se čekal reparát. A vypadá to, že Tiger Lake s novou architekturou CPU i novým GPU opravdu bude hodně zajímavé. Překvapivě je ale jeho tajnou zbraní právě 10nm proces. Intel totiž zdá se vyřešil jeho problémy, čímž dosáhne velmi vysokého výkonu.

Včera zveřejnil Intel prezentace procesoru Tiger Lake, jejich 10nm procesu a dalších technologií z tzv. Intel Architecture Day 2020. Samotné procesory ještě nejdou na trh, to však nastane brzy, uvedení by mělo být 2. září. Parametry jednotlivých modelů Intel oznámí asi až tehdy. Ovšem až na frekvence a TDP Intel popsal procesor a jeho technologie poměrně podrobně, takže se můžeme podívat, co Tiger Lake přinese.

Tiger Lake neboli Core 11. generace bude ve své verzi pro notebooky (Tiger Lake-U) čtyřjádro v provedení BGA pájeném na desku, údajně by mohlo mít modely s TDP 9–28 W, ale toto je neoficiální a Intelem ještě nepotvrzené. Desktopová verze pro LGA 1200 nebude (nahradilo ji Rocket Lake), ale příští rok by zřejmě měla vyjít osmijádrová verze Tiger Lake-H s TDP 45 W (teoreticky možná až 65 W, opět nepotvrzeno).

10nm proces SuperFin

Jak se ukazuje, asi nejzásadnější bude u těchto procesorů vylepšený 10nm proces, byť mají i novou architekturu. Vylepšení je totiž opravdu razantní a odpovídá spíš přechodu na úplně nový proces. Intel uvádí, že když tvořil vylepšené 14nm procesy s „plusy“ navíc, získával tím typicky 4–6 % výkonu navíc pro každé takové vylepšení. Ovšem nový vylepšený proces u Tiger Lake je proti 10nm technologii v předchozích procesorech Ice Lake údajně zlepšený o 17,5 % (toto procento by mělo udávat zvýšení výkonu/frekvence).

Proces 10nm SuperFin přináší největší zlepšení, jaké kdy Intel v rámci jedné generace procesu dosáhl

Intel ustoupil od přidávání plusů (v nichž se údajně občas nevyznali ani vlastní inženýři) a místo toho tato vylepšené verze 10nm procesu dostala označení SuperFin – zkráceně 10SF. Po ní bude následovat další zlepšení označené jako 10ESF (Enhanced SuperFin), ale to ještě není na pořadu dne – má být použito až příští rok u procesorů Alder Lake.

Intel zřejmě po velkých problémech u první verze procesu, která trpěla na nízké takty a špatnou výtěžnost, nasadil významné změny spočívající v nasazení nových pokročilých materiálů. Původní proces používal inovace v podobě použití kobaltu na některé kontakty a také techniky COAG (Contact Over Active Gate – jde o techniku, kdy je kontakt brány tranzistoru s vodičem přímo nad místem, kde brána překrývá kanál tranzistoru, místo aby musel být vedle – toto zvyšuje hustotu, ale je těžší na výrobu). Proces SuperFin toto zachovává a také stále používá self-aligned čtyřnásobnou expozici.

Výkonnější tranzistor, SuperMIM, tenké bariéry

Ovšem k tomuto společnému základu jsou přidané důležité změny. Pravděpodobně jich bude celkově vícero, ale Intel jmenuje tři konkrétní. První je použití výkonnějších tranzistorů, které mají větší rozteč tzv. finů (což je 3D struktura kanálu, obklopená branou, která tvoří tranzistor typu FinFET). Zvětšení rozteče snižuje hustotu tranzistorů, ovšem tyto efektivně větší tranzistory se používají jen na kritickou cestu, takže v měřítku celého čipu by nemuselo vyvstat nějaké významné zhoršení.

Zlepšení výkonu jednotlivých tranzistorů

Důležité je, že tyto tranzistory se sníženou hustotou zvládají vyšší proudy a díky tomu dosahují vyšší výkon (frekvenci). Tomuto pomáhají také zlepšení procesu tvorby brány a elektrod tranzistoru.

Další zlepšení je u nanokondenzátorů integrovaných v čipu. Intel použil údajně jako první nový typ kondenzátoru tvořeného opakujícími se vrstvičkami Hi-K materiálu, tvořícími tzv strukturu superlattice, jež má na vrhu navíc dvě vrstvy se zvýšeným výkonem.

Tomuto kondenzátoru říká Intel „SuperMIM“ (MIM = metal-insulator-metal) kondenzátor a údajně má při stejné ploše jako u jiných alternativních řešení 5× vyšší kapacitu. Je tedy mnohem účinnější. V čipu toto pomůže omezovat nežádoucí poklesy napětí „tzv. Vdroop“, které jsou hrozbou pro stabilitu. Díky SuperMIM kondenzátorům bude tedy čipy vyrobený procesem SuperFin schopen běžet při určitém napětí na vyšším taktu, jelikož nebude třeba tak velká rezerva.

Tenké bariéry v kovových vrstvách a kondenzárory SuperMIM

Třetím zlepšením, které Intel vypíchl, je aplikace tzv. Thin Barriers. Jde o speciální konstrukci bariér okolo vodičů v kovových vrstvách čipu. Zřejmě jde o to, že speciální materiál snižuje tloušťku vrstvy, která je nutná pro izolování vodičů. Díky tomu je možné použít větší průřez u daného vodiče přímo pro jeho kovové jádro a dosáhnout menšího odporu. Ten je přitom se zmenšujícími se výrobními procesy u kovových vrstev velkým problémem.

Podle Intelu tyto tenké bariéry snižují odpor až o 30 %, což by mělo opět dovolit, aby procesor dosáhl vyšších výkonů. Toto číslo je konkrétně uvedeno pro snížení odporu tzv. via, což jsou vertikální propojení skrz patra kovových vrstev.

Výsledek: takty blížící se k frekvencím 14nm čipů

Tato zlepšení mají velký dopad. U procesorů Ice Lake totiž Intel přišel s výkonnou architekturou, jejíž jádro mělo v průměru o 18 % lepší IPC (výkon na 1 MHz). Ale pak tento zisk celý ztratil tím, že původní 10nm proces nedokázal dosáhnout taktů vyšších než cca 3,9 až 4,1 GHz. Jádro pak nebylo rychlejší než 14nm jádro Skylake běžící na 5 GHz. Díky před chvílí popisovaným zlepšovákům ale proces 10nm SuperFin tímto již netrpí a také dosáhne vysokých frekvencí. Tím pádem už IPC jádra není promarněno a výkon v jednovláknové zátěži by měl výrazně narůst.

Podle grafů Intelu by se měla dosažitelná frekvence posunout až někam k 5 GHz. Proces SuperFin je údajně čistým zlepšením charakteristik křemíku na všech frekvencích. Tranzistory mají jak nižší minimální napětí, tak vyšší to maximální. Na jakémkoli z použitelné škály napětí údajně tento proces dosahuje vyšší takt a také vyšší energetickou efektivitu. Díky vyššímu maximálnímu napětí bude možné použít vyšší voltáž při turbo boostu, toto je částečně důvod, proč se Tiger Lake dostane na mnohem vyšší takty.

Dosažitelná frekvence se díky procesu SuperFin u Tiger Lake zlepšila z cca 4 GHz až k 5 GHz

Jak už bylo řečeno, takty zatím Intel neprozradil (až na předešlý graf naznačující, že strop se posunul někam k 5.0 GHz). Podle uniklých dat bude zřejmě nejvyšší frekvence jader CPU u procesorů Tiger lake 4,7 GHz v boostu (Core i7-1165G7), možná snad i 4,8 GHz (Core i7-1165G7, tento model ale není tak dobře doložený a potvrzený). Jednojádrový výkon by mohl být díky tomu skutečně rekordní, v GeekBench 5 zdá se procesor i7-1165G7 může dosáhnout jednovláknové skóre až 1550–1600 bodů. Ani vícevláknový výkon nebude špatný, udržitelná frekvence při zátěži všech jader by také měla jít nahoru o významné stovky MHz.


  •  
  •  
  •  
  •  
Flattr this!

10nm Atomy Jasper Lake vyjdou na přelomu roku. Známe parametry

Intel teď oficiálně vydal druhou generaci 10nm procesorů pro notebooky „Tiger Lake“ a vypadá to, že se mu konečně daří přivést 10nm výrobu k rozumu. Díky tomu by se už brzo měly objevit čipy s lepším než 14nm procesem i v oblasti, kde by mohl obzvlášť pomoct: v úsporných čipech Atom, respektive dnes Celeron a Pentium. Intel letos vydá jejich novou generaci s novou architekturou Tremont a už máme jejich parametry. Celý článok „10nm Atomy Jasper Lake vyjdou na přelomu roku. Známe parametry“ »

  •  
  •  
  •  
  •  

Intel uvedl mobilní procesory Tiger Lake. Modely, parametry, výkon

Tento týden byly odhalené nové grafiky Nvidia GeForce RTX 3000 s architekturou Ampere, což na sebe strhlo většinu pozornosti. Ale jen o den později tento týden oficiálně vypustil také procesory Tiger Lake pro notebooky. Intel je označuje za přelomové a mohly by takové opravdu být, jelikož konečně úspěšně používají 10nm proces a přinášejí díky němu rekordní jednovláknový výkon a také dnes nejrychlejší integrované GPU na světě. Celý článok „Intel uvedl mobilní procesory Tiger Lake. Modely, parametry, výkon“ »

  •  
  •  
  •  
  •  

Intel má problém i na 7nm procesu. První procesory až za 2,5 roku?

Je tu špatná zpráva týkající se perspektiv procesorů pro PC v budoucích letech. Tedy alespoň těch od Intelu. Společnost teď totiž oznámila, že má problémy se svým nadcházejícím 7nm procesem, který by měl být konkurencí pro 5nm proces TSMC, jenž budou používat budoucí procesory AMD. 7nm proces Intelu je ale kvůli technickým problémům 12 měsíců pozadu a první 7nm procesory této značky možná budou až v roce 2023. Celý článok „Intel má problém i na 7nm procesu. První procesory až za 2,5 roku?“ »

  •  
  •  
  •  
  •  

Komentáre (3) Pridať komentár

  1. iGPU nemá, byť jen demonstrační, podporu DXR a ani nevíme, jak je to u něj s podporou DirectX obecněji (?) Jsem k té prezentaci spíše odměřený, skeptický. O výrazně lepší dostupnosti pochybuji, ta korporátština v závěru zapáchá.

    1. Podpora DirectX 12 by měla být kompletní, plus to má podporu variable rate shading. DirectX Ultimate (tj. včetně ray tracingu) to ještě neumí, ale příští rok to Intel přidá taky, v architektuřa Xe HPG. Ta ale nemusí být v integrovaných GPU.

      1. Přesvědčivá ta podpora (jako celá prezentace) příliš není, přinejmenším pro mě. A to jsem svá očekávání krotil.

Pridaj komentár

Vaša e-mailová adresa nebude zverejnená. Vyžadované polia sú označené *