Der Halbleiterhersteller Intel hat die ersten konkreten Leistungsergebnisse für die Intel 18A-P-Fertigungstechnologie vorgestellt, die in Prozessorarchitekturen der nächsten Generation zum Einsatz kommen soll. Den auf der Veranstaltung Hot Chips präsentierten technischen Informationen zufolge hat das Unternehmen die Betriebsfrequenz von Siliziumchips aus der laufenden Serienproduktion bei einer niedrigen Spannung von 0,5 Volt um 30 % erhöht. In einem direkten Vergleich mit FinFET-Prozessoren mit ähnlicher Architektur wurden durch die gemeinsame Verwendung von RibbonFET (GAA) auf Basis von RibbonFET und der rückseitigen Stromversorgung PowerVia auch bei hohen Spannungspegeln zweistellige Leistungszuwächse erzielt.
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Fortschrittliche Transistorarchitektur und Struktur mit niedrigem Widerstand
Der Intel-18A-P-Prozess ermöglicht gegenüber der grundlegenden Intel-18A-Architektur bei gleichem Stromverbrauch eine Leistungssteigerung von mehr als 9 % oder bei gleichem Leistungsniveau eine Energieeinsparung von mehr als 18 %. Die auf der Plattform eingesetzte Technologie Power Boost erzeugt über eine spezielle Architektur mit doppelten Kontakten Verbindungen mit extrem niedrigem Widerstand.
Diese Struktur reduziert dadurch den Außenwiderstand der NMOS-Komponenten um 20 % und den der PMOS-Komponenten um 12 %.
Der Prozess umfasst auch Innovationen zur Behebung von Überhitzungsproblemen auf dem Chip. Während die Wärmeleitfähigkeit zwischen den Schichten um 50 % erhöht wird, verbessert sich der Gesamtwärmewiderstand des Prozessorpakets um 20 bis 40 %. Dadurch wird dazu beigetragen, die Frequenzstabilität unter hoher Last aufrechtzuerhalten.
Metallschichten und künftige Roadmap
Um Verzögerungen bei Verbindungen und eine Überlastung der Leitungen zu reduzieren, wurden zwei zusätzliche grobe Metallschichten in das Chipdesign integriert. Die im oberen Bereich des Metallstapels positionierte Verkabelung mit niedrigem Widerstand bietet bei einer Spannung von 1,1 Volt eine Frequenzsteigerung von 3 % und auf dem Niveau von 0,65 Volt eine Energieeinsparung von 2 %. Das Unternehmen setzt seine Arbeiten an Verbindungen aus Ruthenium mit Luftspalten und an Techniken zur vertikalen Logikstapelung ebenfalls fort.
Diamond Rapids und Nova Lake-Architekturen auf der Zielgeraden
Die ersten Ergebnisse des Intel 18A-P-Fertigungsprozesses werden in den Flaggschiff-Prozessoren der Rechenzentrums- und Verbrauchersegmente zum Vorschein kommen.
Im Serversegment werden die Intel Xeon 7 Diamond Rapids-Prozessoren, die sich durch ihre auf bis zu 256 Kerne skalierende Struktur hervorheben, direkt von den Vorteilen dieser Architektur profitieren. Durch die Platzierung der Verbindungseinheiten im Zentrum des Pakets wird ein gleichmäßiger Speicherzugriff auf alle Kerne ermöglicht.
Die Intel Nova Lake-Prozessorfamilie, die auf Desktop- und Mobilplattformen zum Einsatz kommen wird, wird die durch den neuen Fertigungsknoten gebotenen Zugewinne bei Frequenz und Energieeffizienz an die Nutzer weitergeben. Es wird berichtet, dass beide Plattformen bei der Serienproduktion planmäßig vorankommen.