Bábeli zűrzavart hozhatnak az Intel 8. generációs CPU-i

Közép- és hosszútávú fejlesztéseiről beszélt befektetői konferenciáján az Intel. A vállalat több ponton is módosít stratégiáján, ezzel reagálva az elmúlt időben tapasztalt különféle változásokra. Ez leglátványosabban az idei év második felében megjelenő nyolcadik generációs Core processzoroknál mutatkozhat majd meg, az új sorozattal ugyanis a cég akár három eltérő kódnevű fejlesztést is piacra dobhat, amelyek 10 és 14 nanométeres csíkszélességű lapkákat egyaránt tartalmazhatnak majd.

A régi-új generációval harmadjára hasznosítaná újra a 2015-ben bejelentett Skylake fejlesztését az Intel, ugyanis nem hivatalos források szerint a 8000-es sorozat "U" jelölésű mobil processzorai "Kaby Lake Refresh" processzorokat (is) takar majd, ami várhatóan csak minimálisan magasabb órajelben jelent eltérést a már piacon lévő Skylake/Kaby Lake processzorokhoz képest, a mikroarchitektúra, és az utóbbival bemutatott, továbbfejlesztett, 14+ jelölésű gyártástechnológia nem változik.

Ugyancsak 8000-es számozással érkezhetnek a Coffee Lake processzorok, szintén 14 nanométeren, de már annak második továbbfejlesztésével, a "14++" jelülésű gyártástechnológiával, ami újabb finomhangolásokat takar a Kaby Lake-kel bemutatott variánshoz képest. Ez hasonló fogyasztás mellett magasabb órajelet eredményezhet, ettől várható az Intel által előrejelzett szerény, nagyjából 15 százalékos gyorsulás.

Az továbbra sem tisztázott, hogy milyen magkonfigurációkkal kerülnek piacra a Coffee Lake-re épülő processzorok, hatmagos kivitel biztosra vehető, illetve (letiltással) valószínűleg négymagos termékek is várhatóak. A korábbi hírek szerint a Coffee Lake-ben is maradnak a Skylake mikroarchitektúrára épülő, idén második életévüket betöltő processzormagok, így azonos magszám és órajel mellett nem várható gyorsulás. Coffee Lake megoldásokból 15 és 28 wattos "U", illetve 35 és 45 wattos "H" jelölésű mobil processzorok várhatóak, amelyek mellett asztali modellek formájában is visszaköszön a fejlesztés, várhatóan négy- és hatmagos termékek formájában.

Ünnepi mix a bértranszparenciától a kódoló vezetőkig Négy IT karrierrel kapcsolatos, érdekes témát csomagoltunk a karácsonyfa alá.

A 8000-es sorozat egyetlen igazi újdonságát a Cannon Lake kódnevű fejlesztés adhatja, ami a vadonatúj 10 nanométeres gyártástechnológia mellett enyhén frissített CPU és GPU mikroarchitektúrát hozhat. A kiszivárgott tervek szerint viszont a Cannon Lake belátható időn belül csak a kétmagos processzorokat jelentő "Y" jelölésű, 4,5 wattos TDP-s kategóriába (korábbi Core M) érkezik meg, a termékek tehát elsősorban kisebb méretű prémium notebookokban (pl. MacBook) és tabletekben kaphatnak majd helyet.

Egyelőre nem világos, hogy a Cannon Lake-nek ezen felül szán-e még szerepet az Intel, vagy az apró lapkának csak az úgynevezett pipe-cleaner funkciója jut. Ez általában azokat a kis sorozatú és lapkaméretű termékeket jelenti, amelyek először kapják meg a friss gyártástechnológiát, ezen finomhangolja az eljárást a cég. A friss gyártósorok ugyanis még nagyon magas selejtaránnyal dolgoznak, így nem éri meg a nagy szériás és nagy alapterületű modelleket ezen gyártani. A fent említett ultraalacsony fogyasztású processzorok viszont drágák, viszonylag kis sorozatúak, kis alapterületűek, és ezek nyernek a legtöbbet az új technológiából, logikus tehát, hogy az Intel ezzel kalibrál.

A finomhangolt 10 nanométeres gyártástechnológiát az ezután a következő, 2018 végére prognosztizált, nagyobb mikroarchitektúrális előrelépéssel kecsegtető Icelake esetében már lényegesen nagyobb területű, több maggal rendelkező lapkák esetében is gazdaságosan alkalmazhatja. Amennyiben így lesz, akkor asztali processzorok formájában sem látjuk viszont a Cannon Lake-et. Ezt a teóriát a két, tulajdonképpen pótléknak tekinthető, Kaby Lake Refresh és Coffee Lake bemutatása is erősíti.

Intel: nem játszunk a tűzzel

Az Intel óvatossága nem alaptalan, a vállalat ugyanis igencsak megégette magát a 14 nanométeres gyártástechnológiájával, emiatt végül még az évekig atomóra pontossággal működő tikk-takk termékstratégia is megakadt. A 14 nanométeres félvezetőgyártási eljárás az eredetileg tervezetthez képest nagyjából 1 évvel később került tömegtermelésbe, ami igencsak tetemes csúszás, az áhított kihozatali arányt pedig csak nagyjából egy évvel ezelőtt érte el a vállalat, közel másfél évvel az első, 14 nanométert alkalmazó processzorcsalád, a Core M bemutatása után.

A vállalat hosszú évekig látszólag különösebb gond nélkül állt át az egyre kisebb csíkszélességekre, amelynek pozitív hozadékait okosan kamatoztatva, mára két utcahossznyi előnyt épített ki a rivális AMD-vel szemben. A 14 nanométeres technológia azonban már az Intel számára is túlságosan komplexnek bizonyult, a tömegtermelés indulását a vállalat bevallása szerint az tolta el, hogy a korábbiakhoz képest jóval több tesztelési kört kellett teljesíteni. A 14 nanométernél ugyanis az Intel egy új megközelítést vetett be a megvilágítás előtti maszkoláshoz: a vállalat korábban kevesebb általános litográfiás maszkot alkalmazott a gyártás során, az új eljárás azonban több, a processzor részeire külön optimalizált maszkot használ. A már meglévő tesztelési eljárások és az infrastruktúra ezt nem tudta kielégíteni, ehhez (is) alkalmazkodni kellett, ami a tervezetthez képest több időt emésztett fel.

Az idő pedig ugyebár pénz, becslések szerint az Intel 14 nanométeres technológiájának kifejlesztése összesen nagyjából 2,5-3 milliárd dollárt emészthetett fel, miközben az üzemek, a D1X és Fab 24 modernizációs kiadásai nagyjából ugyanennyit vettek ki a vállalat kasszájából, ráadásul a cég utóbbi, Írországban található gyáránál az átállás végül a tervezettnél nagyobb kiadással is járt, amely az ostyánkénti jóval magasabb költségekben csapódott le. A cég emiatt hosszabbította meg 14 nanométeres gyártástechnológiájának életciklusát, amivel így még tovább monetizálható a méregdrágán kifejlesztett csíkszélesség, ezzel párhuzamosan pedig kitolható a komplexitást és a kockázatot még tovább emelő, 10 nanométeres eljárás bevezetése.

Az óvatoskodás ugyanakkor vissza is üthet. A kisebbik gond, hogy ezzel az alig egy éve bemutatott, tikk-takk stratégiát váltó PAO félig-meddig máris értelmét veszti, hisz az utolsó lépcsőt jelentő (gyártástechnológiai) optimalizációt a Coffee Lake-kel immár másodjára süti el a cég, igaz, ezzel párhuzamosan a Cannon Lake-kel új gyártástechnológiát is bevezet, még ha csak egy várhatóan nagyon szűk rétegben is.

Ennél hosszabb távon komolyabb fejfájást jelenthet, hogy eközben a konkurenseket kiszolgáló bérgyártók az okostelefonos piac kiszolgálásához teljes gőzzel fejlesztenek, a Samsung és a TSMC 10 nanométeres technológiája már tömegtermelésben van, bár az Intel ennek ellenére hidegvérrel próbálja csitítani a kedélyeket, mondván, az előny mit sem változott. A vállalatnak részben igaza van, ugyanis hasonló elnevezésű technológiája várhatóan sokkal magasabb tranzisztorsűrűséget kínál majd, 10 nanométeres elnevezés alatt ugyanis jóformán bármit eladhatnak a (bér)gyártók, nincs kőbe vésve, hogy milyen paraméterekkel kell rendelkezzen az adott technológia.

Innen nézve a TSMC és a Samsung még csak most, azaz lassan három év elteltével érte el (pontosabban lépte át) az Intelt, hisz utóbbi gyártó 14 nanométeres eljárásánál körülbelül 30 százalékkal nagyobb tranzisztorsűrűséget kínál az Intel hasonló jelölésű megoldása. Számszerűen az Intel 14 nanométere 0,0588 μm²-es SRAM cellákat állít elő, miközben a Samsung 10 nanométere magas sűrűségre optimalizált dizájn esetében ez 0,040 μm²-es, teljesítményre kihegyezett áramkörnél pedig 0,049 μm²-es cellákat nyújt. Amennyiben az Intel a 14 nanométernél látotthoz hasonló célt tűzött ki, úgy 10 nanométeres eljárása 0,0318-0,0376 μm² körüli cellákat hozhat, ez pedig a Samsung mindkét variánsánál (és valószínűleg a TSMC-jénél is) jobb lenne.

A kérdést most az jelenti, hogy a bérgyártók mikor tudják felülmúlni az Intel 10 nanométerét. Amennyiben a GlobalFoundries, a Samsung, illetve a TSMC ambiciózus tervei megvalósulnak, úgy a trió már 2018 végén, 2019 elején bemutathatja saját 7 nanométeres megoldását, amelyek optimális esetben jobbak lehetnek az Intel 10 nanométerénél. A processzorgyártó erre csak legkorábban 2020-ban vagy 2021-ben válaszolhat, a vállalat épp múlt héten jelentette be a 7 nanométeres gyártással kapcsolatos nagy befektetését. Az egyelőre így csak szigorúan elméleti síkon létező köztes időben a bérgyártókkal dolgozó konkurens chiptervező cégek meglovagolhatják a gyártástechnológiai előnyt, amit megfelelően kamatoztatva, versenyképes termékekkel nyomot hagyhatnak az Intel bevételén.

Egy szerver mind fölött

Végül, egy másik fontos stratégia lépést is bejelentett az Intel. A vállalat fejlesztési tervében mostantól az adatközpontos megoldások abszolút prioritást élveznek, a részleg magasabb kutatás-fejlesztési büdzsét kap. Ennek az Intel szerint prózai oka, hogy a vezetés itt látja a legnagyobb növekedési potenciált, 2021-ig átlagban évi 10 százalék fölötti gyarapodásra számít az Intel. Amiről a cég már nem beszélt, az a várhatóan erősödő konkurencia, idén az AMD, az IBM, és a Qualcomm is megpróbál beleköpni az Intel adatközpontos levesébe, amire válaszlépések kellhetnek.

Az új stratégiának egyik jól látható eredménye lesz, hogy a jövőben megjelenő újabb csíkszélességeket mobil és asztali processzorok helyett először szerverprocesszoroknál vetik be. A sokmagos, hatalmas lapkadizájnok ugyanakkor a feljebb ecsetelt nehézségek fényében komoly kihozatali problémákhoz vezetnének a kiforratlan gyártástechnológiáknál, ezért az Intel a konkurens AMD-hez hasonlóan szakít a monolitikus megoldásokkal, a gigászi lapkákat felszeleteli, azokat pedig saját, EMIB technológiájával drótozza össze a processzor tokozásán.

A vállalat szerint ez egyszerűbben és olcsóbban oldja meg az egyes lapkák közötti összeköttetést, ugyanis míg a klasszikus 2.5D felépítés esetében az interpózer szerepét betöltő szilíciumlapkának nagyobbnak kell lennie az azon elhelyezkedő lapkáknál, addig az EMIB apró, az áramkörbe beágyazott lapkákra (hídra) épít, ami már önmagában jelentősen csökkenti a gyártási költségeket. Az Intel szerint nem csak azért, mert elhagyható a nagy méretű, drága interpózer, hanem mert ennek hiányában a gyártás is egyszerűbb, a kevésbé komplex eljárásnak köszönhetően pedig csökken a selejtarány. További előny, hogy az EMIB-bel csökkenthető a vezetékek hossza, ami alacsonyabb ellenállást eredményez, így tovább növelhető az órajel. A vállalat már élesben is alkalmazza technológiát, a Stratix 10 MX FPGA-n található rétegezett HBM memóriák és az XCVR (transceiver) chipek is hasonló módon kapcsolódnak a központi lapkához.

Konkrétumokról egyelőre nem beszélt a vállalat, így egyelőre nem tudni, hogy a szóban forgó stratégiaváltás már 10 nanométeren megtörténik-e. Amennyiben bekövetkezik, úgy már év végén, a felvázolt Cannon Lake előtt, vagy azzal párhuzamosan kellene megjelenjen az első 10 nanométeres Xeon. Egyelőre arról is csak találgatni lehet, hogy az Intel az AMD Zenhez hasonlóan komplett, önmagában is működőképes lapkákat drótoz-e össze, vagy speciális dizájnokat tervez, mint ahogy még az sem derült ki, hogy az egyes lapkák milyen csatornán kapcsolódnak egymáshoz. Ezektől függetlenül az irány meghatározhatja a jövő fejlesztéseit, ezzel a hatalmas, sokmilliárd tranzisztoros monolitikus lapkáknak szépen lassan leáldozhat, valamelyest tehermentesítve az egyre komolyabb anyagi áldozatokat kívánó gyártástechnológiai fejlesztéseket.