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Intel presenta transistores SoC de 22nm, mientras que TSMC y GlobalFoundries planean saltos de proceso arriesgados

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Los anuncios de transistores no son las ocasiones más sexys del bloque, pero la presentación del SoC de 22 nm de Intel es importante por una serie de razones. A medida que los nodos de proceso se reducen y más componentes se mueven en la matriz, las características de cada nuevo nodo se han vuelto particularmente importantes. 22nm no es un nodo nuevo para Intel; debutó con la tecnología el año pasado con Ivy Bridge, pero los SoC son más complejos que los diseños de CPU y crean su propio conjunto de desafíos.

Al igual que sus CPU Ivy Bridge de 22 nm, los próximos SoC de 22 nm se basan en la implementación Tri-Gate de Intel de la tecnología FinFET. Según el ingeniero de Intel Mark Bohr, la estructura del transistor 3D es la razón principal por la que la tecnología de 22 nm de la empresa es tan fuerte como es. Otra evidencia respalda este punto. A principios de este año, les dimos la noticia de que Nvidia estaba profundamente preocupada por la economía de fabricación y la fuerza relativa de la hoja de ruta planar sub-28nm de TSMC. Morris Chang, director ejecutivo de TSMC, ha admitido desde entonces que tales preocupaciones son válidas, dado que solo se espera que el rendimiento y la potencia aumenten entre un 20% y un 25% en comparación con los 28 nm.

Intel, por el contrario, predice ganancias récord. La compañía afirma que su SoC de 28nm «emplea transistores lógicos de alta velocidad, transistores de potencia de reserva baja y transistores tolerantes de alto voltaje en un solo chip SoC para admitir una amplia gama de productos, incluidos teléfonos inteligentes premium, tabletas, netbooks, sistemas integrados, comunicaciones inalámbricas y productos ASIC «. La compañía informa enormes mejoras en las corrientes de fuga e Intel planea aprovechar al máximo el rendimiento mejorado.

Escalado de transistores

Probablemente haya visto la imagen de arriba cuando Intel habla sobre las mejoras del nodo de proceso. En este caso, es el de la línea que es más mejora que sus desplazamientos hacia la derecha. El diagrama muestra que la corriente de fuga cae más rápidamente que la velocidad del reloj. A 65 nm, el rendimiento del transistor de Intel y los niveles mínimos de fuga disminuyeron más rápidamente, mientras que la fuga mínima fue mucho mayor.

Aquí hay 65 nm, 32 nm y conjuntos de datos individuales para celdas SRAM en múltiples nodos de proceso.

Voltaje y frecuencia de operación

A 65 nm y un voltaje de entrada máximo de 1 V, las SRAM de Intel tenían un rango operativo estrecho. 800MHz fue la frecuencia máxima efectiva a ese voltaje: por debajo de 0.8v, el chip dejó de funcionar en cualquier frecuencia. A 32 nm (Medfield, Clover Trail), los procesadores de la empresa tienen una latitud considerablemente mayor. 22 nm empuja el sobre aún más.

El desafío tanto para TSMC como para GlobalFoundries será cómo hacer coincidir el rendimiento de la tecnología de 22 nm de Intel con sus propios productos de 28 nm. 20nm parece que no podrá hacerlo, razón por la cual ambas compañías están enfatizando sus planes de pasar a 16nm / 14nm antes de lo previsto. Hay algunas variaciones sobre qué nodo viene a continuación; tanto GlobalFoundries como Intel están hablando de 14 nm; TSMC implica un salto rápido a 16 nm.

No quiero decir demasiado sobre cómo se compararían los procesos futuros de las tres empresas; Los artículos técnicos del IEDM pueden arrojar más luz sobre los detalles de cada solución. Lo que está claro es que tanto GF como TSMC intentarán acelerar el desarrollo de FinFET. Los documentos técnicos de GF implican que la compañía implementará un proceso híbrido de 22 nm a 14 nm para dar el salto más rápidamente.

Movilidad extrema de 14 nm

¿Funcionará? Desconocido. Tanto TSMC como GlobalFoundries tienen excelentes ingenieros, pero FinFET es una tecnología difícil de implementar. Acelerarlo más rápido de lo esperado y al mismo tiempo generar un nuevo proceso puede ser más difícil de lo que anticipa cualquiera de las empresas. Dadas las ventajas que Intel afirma para la tecnología, podría haber tenido más sentido aumentar FinFET en un nodo establecido. Una de las demostraciones más significativas de lo que Intel cree que está obteniendo con el FinFET de 22 nm es la decisión de la compañía de revisar Atom para una arquitectura fuera de servicio. Intel se ha resistido a la llamada para revisar la CPU en orden; el núcleo actual en el corazón de Medfield y Clover Trail ofrece un rendimiento casi idéntico al diseño que debutó en 2008.

22nm Atom debería cerrar la brecha con las CPU ARM existentes y darle a Intel una ventaja sustancial. En general, la situación parece que Intel retiene las cartas hasta que GF y TSMC logran revisar sus hojas de ruta para el mercado de menos de 20 nm.

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