funktioner och applikationer i processorer –

Den här veckan såg vi tillkännagivandet av en ny IBM produktionsplats. Vad kan vi förvänta oss av denna nod, och vilka kommer att bli stegen framåt jämfört med de noder som för närvarande används för att tillverka olika mikrokretsar och minnesenheter?

Jämförelse av IBM 2nm nod med nuvarande

Ett provchip gjord med en IBM 2nm-nod har en densitet på 333 miljoner transistorer per kvadratmillimeter. Tänk på att tätheten hos transistorer beror på vilken som är byggd, och att minnet är mycket tätare än logik, så inte alla delar av processorn som tillverkas av IBM i dess experimentella 2nm-nod har den densiteten. Hur som helst är det normalt i dessa fall att mäta densiteten för vad SRAM upptar vid varje nod.

Nyheterna är viktiga inför en situation där Moores lag tycks sakta ner mer och mer, och med den allmänna känslan att en nod kommer att nås som, i termer av utvecklingskostnader, utbyggnadskostnader eller fysiska begränsningar, förhindrar marker från att fungera. skala ytterligare. …

Vi står faktiskt inför en nod, så vi bör vänta till 2024 eller 2025, åtminstone när det gäller att få ut den på marknaden.

Är de verkligen 2nm?

IBM 2 nm

Densiteten för 7nm TSMC-noder är 96,5 miljoner transistorer per kvadratmillimeter. Man bör komma ihåg att densiteten hos transistorer ökar kvadratiskt med en minskning av deras storlek. Till exempel, för att dubbla densiteten för en nod, behöver vi bara multiplicera storleken med 0,7. Om vi ​​till exempel tar en storlek på 7 nm behöver vi bara multiplicera den storleken med 0,7, vilket ger oss en nod på 4,9-5 nm.

Men tittar vi verkligen på en 2 nm nod? För att ta reda på densiteten som en hypotetisk framtida nod kommer att ha behöver vi bara utföra följande beräkning:

Skalfaktorn för noden som ska konverteras till = (1 / känd nod) ^ 2

Då behöver vi bara göra följande:

Transistor Density of New Node = Transistor Density of Known Nod/Scaling Factor för noden till vilken den är avsedd att konverteras.

Med den första formeln får vi en skalfaktor på 0,08, vilket indikerar att en hypotetisk “riktig” nod på 2 nm skulle ha en densitet på nästan 1200 miljoner transistorer per kvadratmillimeter. Nästan fyra gånger mer än vad IBM hävdar, men det måste också tilläggas att 7nm TSMC faktiskt inte är exakt 7nm, utan en mycket lägre densitet och därför en mycket högre nod i riktiga nanometer.

Hur jämför det med resten av de befintliga noderna?

Transistorer 2 nm IBM

Anledningen till att den kallas en 2nm-nod är att dess densitet är högre än 3nm-noderna som meddelats av Samsung och TSMC. I Samsungs fall är den påstådda densiteten för dess 3nm-nod 180 miljoner per kvadratmillimeter, medan TSMC:s 3nm-process har en påstådd densitet på 315 miljoner.

Anledningen till att IBM kallar sin nod “2nm” är helt enkelt för att dess specifikationer vida överstiger TSMCs och Samsungs. Vi ska nu se argumenten för detta.

IBM 2nm nodhastighet och kraft

IBM 2 nm

En annan viktig punkt är skalningen av processorer vad gäller hastighet och förbrukning, det vill säga om vi producerar ett befintligt chip under en ny nod. Hur snabbt kommer detta att uppnås eller hur kommer konsumtionen att minska? Och det, och en annan på samma gång kan inte vara, därför ges de två numren separat.

Processorn, som tillverkades under 7nm TSMC-noden, under 2nm IBM-noden, kommer att klockas 45% snabbare för samma strömförbrukning. Om vi ​​behöll klockhastigheten skulle strömförbrukningen sjunka till 75 %.

Det finns dock ett knep med klockhastighet, då den alltid letar efter den exakta punkten på spänningskurvan och klockfrekvensen som är högst. Det är samma sak med konsumentnoden, där det verkar som att IBM har den bästa noden vad gäller strömförbrukning.

IBM 2nm-noden har fått sitt namn för sin extrema energieffektivitet och det beror på användningen av så kallade HNS eller horisontella nanosheets, teknologier som Intel kommer att använda i sin 5nm-nod som kommer att konkurrera från dig till ditt ansikte med Samsungs 3nm-noder. och TSMC. Vi vet att Samsung kommer att adoptera dem i framtiden, men vi vet inte om TSMC kommer att göra det eller om de väljer en annan lösning.

Ett joint venture mellan IBM och Intel

Intel IBM

Ja, detta uttalande kan verka mycket chockerande för dig, men vi måste komma ihåg att IBM, till skillnad från Intel, inte har sina egna gjuterier, utan de utvecklar mikrokretsar och framför allt investerar mycket i utvecklingen av designen av produktionen av nya mikrokretsar. noder som han licensierar till tredje part. Så det här är en annan affärsmodell än TSMC, Samsung och Intel.

Det vill säga, IBM utvecklade standarderna för en ny tillverkningsnod och skapade sedan en provmikrokrets, som är en design som kombinerar alla vanliga designelement i en modern processor och återskapar med en experimentell version av dess 2nm-nod.

Fabric-IBM

IBM brukade arbeta med GLOBAL FUNDRIES, men de hoppade av helt och gick inte över till 7nm-processen. Så, IBM:s partner i det här fallet är Intel, och vi kanske tittar på specifikationerna för den framtida lntel-noden.

Dessutom är det möjligt att vi står inför specifikationerna för en 5nm-nod från Intel, med vilken de kommer att motverka 3nm-noderna från TSMC och Samsung, som vi diskuterade tidigare i den här artikeln.

Relaterade artiklar

Back to top button