Az Intel egy szakmai rendezvényen, a 2022 IEEE VLSI Symposium alkalmával árult el egyet s mást a 2023 folyamán érkező processzorok alapjául szolgáló Meteor Lake lapkával, valamint azzal a gyártástechnológiával kapcsolatban, amely az új processzorok esetében szerephez jut. Első körben foglalkozzunk utóbbival, vagyis az Intel 4 gyártástechnológiával, mégiscsak az adja az alapokat.

Az Intel 4 gyártástechnológia

Gyártástechnológiák terén a vállalat nem állt valami jól az elmúlt évek folyamán, ugyanis a 10 nm-es csíkszélesség kapcsán túl nagyot akartak előre lépni, ez pedig rengeteg nem várt problémával járt, így a 14 nm-es csíkszélesség a tervezetthez képest sokkal hosszabb, több éves perióduson keresztül állta a sarat, ezzel lényegében kényszerpályára került a vállalat.

A 10 nm-es csíkszélesség körüli nehézségeket sikerült leküzdeni, a szóban forgó gyártástechnológia már több fejlesztésen is átesett, és a jelek szerint már a következő generációs, Intel 4 névre keresztelt megoldás is úton van a debütálás felé.

Az Intel 4 egy új elnevezés, amire azért volt szükség, hogy a vállalat sokkal jobban tudja kifelé kommunikálni, milyen szinten helyezkedik el az adott gyártástechnológia a riválisok megoldásaihoz képest – az Intel 4 név mögött egyébként a korábban 7 nm néven emlegetett csíkszélesség bújik meg. Ez lesz az Intel háza táján az első olyan gyártástechnológia, amelynél a mintázás alkalmával a DUV mellett már EUV mintázást is használnak, ez rengeteg előnyt hoz a konyhára, ezzel egy időben pedig a gyártás gyorsaságára, valamint a kihozatali arányra is pozitívan hat.

Legutóbb, a 10 nm-es csíkszélesség esetében 2,7x-es skálázást tűzött ki célul az Intel, ebbe bele is tört a csapat bicskája, így ezúttal már konzervatívabb előrelépést határoztak meg: a skálázás mindössze 2x-es lesz, ami még mindig felülmúlja például a TSMC N3 és N5 gyártástechnológiáinál használt 1,6x-os és 1,83x-os értéket – lényegében ennyivel növekszik a logikai sűrűség, azaz a tranzisztor-sűrűség.

Ez az érték az Intel 7 esetében 80 MTr/mm2 volt, így az Intel 7 esetében 160 MTR/mm2 lesz – ezzel szemben a TSMC N5-nél 130 MTr/mm2, míg az N3-nál 208 MTr/mm2 értéket képvisel, már amennyiben a teljesítményre kihegyezett gyártástechnológiákat nézzük.

Ha a sűrűségre optimalizált változatokat vesszük szemügyre, azt látjuk, hogy az Intel 4 esetében nincs ilyesmi, míg az Intel 7-nél 100 MTr/ mm2 értéket képvisel, szembe a TSMC N5-nél alkalmazott 167 MTr/mm2-es és az N3-nál érvényben lévő 267 MTr/m22-es értékekkel. A TSMC gyártástechnológiáira vonatkozó adatoknál persze érdemes kiemelni, hogy ezek mind-mind becslések.

Az Intel 4 az azt megelőző, Intel 7-es gyártástechnológiához képest azonos fogyasztás mellett 21,5%-os órajel-növekedést kínál, míg azonos órajel mellett 40%-kal alacsonyabb fogyasztás elérésére van mód. Ez a gyártástechnológia az EUV litográfia jóvoltából egyszerűbb gyártási folyamatot alkalmaz, mint amit az I7-nél megszokhattak, ugyanis egy mintázáshoz egyetlen levilágításra van szükség, ami a munkafolyamatban lévő lépéseket 3x-os és 5x-ös közötti mértékben csökkenti.

Az EUV „mellékhatásaként” a kihozatali arány is javulhat, ugyanis ebben az esetben minden egyes lépcsőnél újra kell igazítani a fémréteget, szemben a korábbi módszerrel, ahol csak a munkafolyamat elején volt ilyesmire szükség.

Összességében az Intel 4 gyártástechnológia esetében 5%-kal kevesebb lépcsőre van szükség a munkafolyamat során és 20%-kal kevesebb maszkmennyiséget kell használni, mint az Intel 7 gyártástechnológiánál. Fontos, hogy az Intel 4 gyártástechnológia kompatibilis lesz a következő generációs, Intel 3 névre keresztelt csíkszélességgel is, azaz viszonylag egyszerű lesz erre a gyártástechnológiára átültetni a különböző dizájnokat.

Ebből az új gyártástechnológiából egyébként már készül teljesítményre és tranzisztorsűrűségre optimalizált változat is, és ez lesz az első, amely az Intel Foundry Services keretén belül külsős partnerek számára is elérhető lesz. Egyébként az Intel bérgyártásban már most is kínálja egyik csíkszélességét, a 16 nm-eset. Az Intel 3 után belépünk az Angstrom-érába, ahol a 20A és a 18A gyártástechnológiák érkeznek elsőként.

Az Intel 4 gyártástechnológia köré épülő Meteor Lake processzorok valamikor 2023 folyamán debütálhatnak, a következő bekezdésben róluk lesz szó.

A Meteor Lake lapka

A 2023 folyamán bemutatkozó processzorok olyan hibrid felépítéssel rendelkeznek majd, mint anno a Lakefield modellek, ám sokkal bonyolultabbak lesznek náluk, és természetesen teljesítmény terén is teljesen más ligát képviselhet a Meteor Lake. Az új fejlesztés esetében a tokozáson belül összesen négy lapka foglal helyet: a processzormagokat tartalmazó Compute die, az iGPU-t rejtő Graphic die, valamint a SoC és az I/O die.

Ezek mindannyian egy úgynevezett interposer réteghez kapcsolódnak, méghozzá függőleges vezetékek (TSV-k, Through-Silicon-Vias) segítségével, ám azt egyelőre nem árulta el, hogy ez az interposer aktív vagy passzív kivitelben érkezik-e, azaz lesznek-e rajta egyéb vezérlők vagy gyorsítótárak, vagy sem.

A Meteor Lake processzorok esetében a Compute die az Alder Lake-hez hasonlóan hibrid processzormag-dizájnt használhat. A teljesítményre és alacsony késleltetésre hangolt magok a Redwood Cove architektúra köré épülnek és összesen maximum hatan lesznek. Ezzel szemben az energiahatékonyságra optimalizált processzormagok a Cresmont architektúrát használhatják és összesen maximum nyolcan kaphatnak helyet a fedélzeten.

A Redwood Cove magok a nagy teljesítményt igénylő feladatokban jutnak szerephez, míg a Cresmont magok a háttérfolyamatok és a több szálon futó feladatok alkalmával lépnek akcióba. A Compute die közepén egy L3 Cache, illetve az kommunikációt biztosító vezérlőkör helyezkedik el. Ezen kívül egy Graphic die is jelen van, ami az iGPU komponenseit rejti, ezzel kapcsolatban most újabb információk nem érkeztek.

A SoC die várhatóan a lapkához szorosan kapcsolódó komponenseket, azaz például a PCI Express vezérlőt és a memóriavezérlőt tartalmazza, míg az I/O die várhatóan a PCH szerepét tölti majd be, azaz egyebek mellett a Thunderbolt és egyéb vezérlőket tartalmazza, amelyekre platformszinten szükség lehet.

Az új fejlesztés esetében a Compute die már 2022 áprilisa óta működőképes, a többi fejlesztése is zajlik, így a 2023-ban esedékes rajt a jelek szerint tartható lesz. Remélhetőleg további érdekességek is kiszivárognak majd az új processzorokkal és a hozzájuk kapcsolódó technológiákkal kapcsolatban az elkövetkező hónapok folyamán.