2020-03-11 13:54:46 淘數碼

Intel的14nm工藝壓榨，遠未到盡頭

英特爾自2014年投產14nm工藝，經多輪壓榨、魔改、精煉之後，成功為自己套上“牙膏廠”的帽子。

當所有人都認為14nm獲得43.5MTr/mm²的晶體管密度已是工藝極限的時候，被視為行業拖油瓶的格羅方德，在藍色巨人IBM的技術加持之下，依靠14nm FinFET-SOI技術，用SRAM工藝密度再次展示了自己的“英雄不老”：

全球主要晶圓代工廠SRAM*工藝密度對比（圖源：Wikichip）

*注：SRAM是英文static ram的縮寫，它是一種具有靜止存取功能的內存，不需要刷新電路即能保存它內部存儲的數據，主要用於CPU內部高速緩存等方面。

筆者將上圖對應的SRAM工藝密度按從高到低排列出來，大家參考一下：

IBM/格羅方德：14nm（0.0174μm²）——2017年
臺積電：5nm（0.021μm²）——2019年
三星：7nm（0.0262μm²）——2019年
格羅方德：7nm（0.0269μm²）——夭折
臺積電：7nm（0.027μm²）——2018年
Intel：10nm（0.0312μm²）——2019年
三星：10nm（0.04μm²）——2017年
臺積電：10nm（0.042μm²）——2017年
Intel：14nm（0.0499μm²）——2014年
三星：14nm（0.064μm²）——2015年
格羅方德：14nm（0.064μm²）——2016年

臺積電：16nm（0.074μm²）——2015年
三星：20nm（0.081μm²）——2013年
Intel：22nm（0.092μm²）——2011年

當然，必須要說明的一點就是：格羅方德自家的14nm工藝在2016年進入量產階段，但就SRAM工藝密度方面，僅能達到0.064μm²的程度。而僅僅一年後，2017年在獲得藍色巨人IBM的SOI加持之下，看似“同樣”14nm的製造工藝，竟達到了0.0174μm²的密度水準。只能說，IBM真的是芯片工藝界的神秘大佬！

IT及電腦行業永遠的藍色巨人——IBM

不僅如此，在群雄逐鹿的5nm工藝前沿，IBM早，被超算業務拖累的晶圓大佬說的就是IBM本尊了：

IBM採用GAA技術製造的的5nm實驗品，採用三個扁條狀納米線

那麼問題來了，IBM狂奶格羅方德圖個啥？

答案其實很簡單：畢竟這地表最強HPC超算領域的無冕之王依然還是IBM，藍巨家的Power系列大型機CPU獨冠HPC榜首多年，地表最強超級計算機Summit就是出自IBM之手：

誰給IBM做Power系列CPU呢？你猜猜~

沒錯啦，就是早年間被AMD踢飛的的格羅方德了~ 筆者之前寫過一篇IBM和格羅方德合作關係的文章，大家感興趣的話可以去看一下（）。Power系列大型機CPU和我們常見的桌面CPU區別巨大（下圖），在幾乎可以不考慮功耗、成本、發熱量等因素的情況下，IBM/格羅方德可以將14nm SOI的造U潛力發揮到極致：

你猜，那個是Power系列CPU？

既然看到如此“大隻”的CPU，那麼我們不妨看看格羅方德這個魔改版14nm SOI可以在一塊CPU裡面“塞進”多少東西：

IBMZ15 vs Z14大型機CPU核心對比

2017年7月誕生的IBM z14和2020年的z15均採用完全一致的IBM/格羅方德14nm SOI製造工藝，但完全相同的芯片面積（696mm²）上，增加了25億隻晶體管（增加約25.7%晶體管密度），L1、L2、L3三級緩存全面翻倍，L4 Cache四級緩存也有前代的672MB增容到如今的960MB（增加42.8%）。

換句話說，僅僅是這顆CPU的緩存容量... ...就達到1315MB！

當然了，除了這1.3GB的CPU緩存之外，12核心、全核5.2GHz的參數擺在這裡，也夠2020年CPU全行業喝一壺的了。別忘了，這可是14nm造出來的玩意兒~╮(╯▽╰)╭

總結

如果問IBM為何不親自“下海”做消費級CPU，答案想必非常簡單：“看不上這仨瓜倆棗”。IBM在剝離絕大部分面向終端客戶的零售業務之後，僅靠尖端領域的高淨值產業，就能獲得高達1108億美元的市值（截止發稿時），其行業霸主地位、極具忠誠度的高端客戶，都是AMD和Intel難以輕易撬動的。可以說，格羅方德即便再不濟，抱穩IBM這條大腿，以後這小日子也是吃香喝辣不用愁了。