Performa yang sangat unggul pada tegangan tinggi

TSMC minggu ini mengumumkan proses manufaktur baru yang dirancang khusus untuk produk High Performance Computing (HPC). N4X berjanji untuk menggabungkan kerapatan transistor dan aturan desain untuk node keluarga N5 TSMC dengan kemampuan untuk menjalankan chipset pada tegangan ekstra tinggi untuk frekuensi yang lebih tinggi, yang akan sangat berguna untuk CPU server dan SoC. Menariknya, N4X TSMC dapat mengaktifkan frekuensi yang lebih tinggi daripada proses N3 generasi berikutnya.

Salah satu masalah yang disebabkan oleh penyusutan ukuran transistor adalah penyusutan ukuran kontaknya, yang berarti peningkatan resistansi kontak dan masalah konsekuen dengan pengiriman daya. Banyak produsen menggunakan metode yang berbeda untuk mengatasi masalah resistensi kontak: Intel menggunakan kontak kobalt bukan kontak tungsten, sementara produsen lain telah memilih untuk membentuk kontak dengan Deposisi tungsten selektif teknologi. Meskipun metode ini bekerja sempurna dengan hampir semua jenis chip, masih ada cara untuk meningkatkan pengiriman daya desain komputasi kinerja tinggi (HPC), yang relatif sederhana tentang daya/tegangan total yang digunakan. Inilah yang dilakukan TSMC untuk node N4X-nya. Namun sebelum kita masuk ke detail tentang proses manufaktur baru, mari kita lihat keunggulan yang dijanjikan TSMC.

TSMC mengklaim bahwa node N4X-nya dapat mengaktifkan hingga 15% clock lebih tinggi dibandingkan dengan sirkuit serupa yang dibuat menggunakan N5 serta frekuensi 4% lebih tinggi dibandingkan dengan sirkuit terintegrasi yang diproduksi menggunakan node N4P saat beroperasi pada 1.2V. Selanjutnya – dan tampaknya yang paling penting – N4X dapat mencapai tegangan drive lebih dari 1.2V untuk jam yang lebih tinggi. Untuk menempatkan angka dalam konteks: Keluarga M1 Apple dari SoC di N5 beroperasi pada 3.20GHz, tetapi jika SoC ini diproduksi dengan N4X, maka dengan menggunakan perhitungan TSMC mereka secara teoritis dapat didorong ke sekitar 3.70GHz atau lebih tinggi pada tegangan di atas 1.2V .

READ  Ulasan Kartu SDXC PNY X-PRO 90 Kelas 10 U3 V90 UHS-II

TSMC tidak membandingkan kepadatan transistor N4X dengan anggota keluarga N5 lainnya, tetapi prosesor dan SoC untuk aplikasi HPC biasanya tidak dirancang menggunakan perpustakaan kepadatan tinggi. Untuk daya, voltase lebih besar dari 1.2V secara alami akan meningkatkan konsumsi daya dibandingkan dengan chip yang diproduksi menggunakan node kelas N5 lainnya, tetapi karena node dirancang untuk aplikasi HPC/pusat data, fokusnya adalah memberikan kinerja setinggi mungkin sambil menghemat daya. kekhawatiran. sekunder. Faktanya, konsumsi daya keseluruhan pada GPU kelas HPC dan suku cadang serupa telah meningkat selama beberapa generasi terakhir sekarang, dan tidak ada indikasi bahwa ini akan berhenti dalam dua generasi produk berikutnya, sebagian berkat N4X.

“HPC sekarang adalah segmen bisnis yang tumbuh paling cepat di TSMC, dan kami bangga memperkenalkan N4X, yang pertama di lini ‘X’ teknologi semikonduktor kinerja tinggi,” kata Dr. Kevin Chang, Wakil Presiden Senior Pengembangan Bisnis di TSMC. “Tuntutan sektor HPC tidak kenal kompromi, dan TSMC tidak hanya merekayasa teknologi semikonduktor ‘X’ kami untuk menghasilkan kinerja absolut, tetapi juga menggabungkannya dengan teknologi enkapsulasi canggih 3DFabric untuk menghadirkan platform HPC terbaik.”

READ  Supermicro membahas masa depan HPC di Supercomputing '21 dengan IDC sebagai host tamu
Mengumumkan Peningkatan PPA untuk Teknologi Pemrosesan Baru
Pernyataan yang diumumkan selama panggilan konferensi, acara, konferensi pers, dan siaran pers
TSMC
N5
melawan
N7
N5P
melawan
N5
N5HPC
melawan
N5
N4
melawan
N5
N4P
melawan
N5
N4P
melawan
N4
N4X
melawan
N5
N4X
melawan
N4P
N3
melawan
N5
Kekuatan -30% -10% ? minimum -22% ? ? -25-30%
pertunjukan + 15% + 5% + 7% lebih tinggi + 11% +6% + 15%
atau
lagi
+ 4%
Atau lebih
+ 10-15%
bidang logika

% pengurangan

(kepadatan)

0,55 kali

-45%

(1,8 kali)

0,94 kali

-6%

1,06 kali

0,94 kali

-6%

1,06 kali

?

?

0,58 kali

-42%

(1,7 kali)

suara
manufaktur
Kuartal ke-2 2020 2021 Q2 2022 2022 2023 paruh kedua 2022 H1
2024?
semester pertama 2024? paruh kedua 2022

Dalam upaya untuk meningkatkan kinerja dan memungkinkan tegangan penggerak lebih dari 1.2V, TSMC harus mengembangkan seluruh rangkaian proses.

  • Pertama, ia mendesain ulang transistor FinFET dan memperbaikinya untuk clock yang lebih tinggi dan arus penggerak yang lebih tinggi, yang kemungkinan berarti mengurangi resistansi dan kapasitansi parasit dan meningkatkan aliran arus melalui saluran. Kami tidak tahu apakah itu harus meningkatkan jarak gerbang-ke-gerbang dan pada titik ini TSMC tidak mengatakan apa yang dilakukannya secara tepat dan bagaimana hal itu mempengaruhi kerapatan transistor.
  • Kedua, ia telah memperkenalkan kapasitor logam dan dielektrik (MiM) berdensitas tinggi baru untuk pengiriman daya yang stabil di bawah beban ekstrem.
  • Ketiga, tumpukan logam di ujung jalur telah didesain ulang untuk memberikan lebih banyak daya ke transistor. Sekali lagi, kita tidak tahu bagaimana ini mempengaruhi kepadatan transistor dan akhirnya ukuran mati.
READ  Ponsel Android Terbaik 2022

Secara signifikan, Intel telah membuat peningkatan serupa pada teknologi pemrosesan SuperFin 10nm yang ditingkatkan (sekarang disebut Intel 7), yang tidak mengejutkan karena ini adalah cara alami untuk meningkatkan kemampuan frekuensi.

Yang menakjubkan adalah bagaimana TSMC mampu secara dramatis meningkatkan kemampuan kecepatan clock dari teknologi N5-nya dari waktu ke waktu. Peningkatan 15% membawa N4X mendekati generasi berikutnya dari teknologi manufaktur N3. Sementara itu, dengan tegangan drive lebih dari 1.2V, node ini sebenarnya akan mengaktifkan jam lebih tinggi dari N3, membuatnya sangat baik untuk CPU pusat data.

TSMC mengatakan mereka mengharapkan desain N4X pertama masuk ke risiko produksi pada paruh pertama tahun 2023, yang merupakan deskripsi waktu yang sangat kabur, karena itu bisa berarti akhir 2022 atau awal 2023. Bagaimanapun, biasanya diperlukan waktu satu tahun untuk tahun. Sebuah chip untuk beralih dari produksi berisiko ke iterasi produksi massal, jadi masuk akal untuk mengharapkan desain N4X pertama memasuki pasar pada awal 2024. Ini mungkin kelemahan N4X karena pada saat N3 akan ditingkatkan sepenuhnya dan sementara N4X menjanjikan keuntungan dalam hal jam, Dan N3 akan memiliki keuntungan besar dalam hal kepadatan transistor.

sumber: TSMC


Source link

Periksa Juga

YouTube dan Hati Roku sedikit naik hari ini

Roku tinggal beberapa jam lagi untuk bebas dari komentar YouTube Bentrokan raksasa online telah berakhir, …