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Intel 4製程技術細節公布 運算效能相比Intel 7在相同功耗推進20%以上

在美國檀香山舉辦的年度VLSI超大型積體電路國際研討會中,Intel公布日前揭曉的Intel 4製程技術細節,強調在相同功耗情況下,相比Intel 7的運算效能約可提升20%以上,同時高效能元件庫 (library cell)密度更達2倍,未來預期用於Intel明年即將推出代號「Meteor Lake」的第14代Core系列處理器。

依照Intel說明,Intel 4是針對高效能運算打造的製程技術,同樣基於FinFET (鰭式場效電晶體)形式設計,並且縮減鰭片間距、接點間距,以及低層金屬間距,同時導入設計技術最佳化,藉此縮減每單位元件尺寸。

透過FinFET材料與結構改良,基於Intel 4製程打造的N型半導體或P型半導體,其鰭片數量可從Intel 7高效能元件庫的4片降低至3片,並且能以此

增加邏輯元件密度,同時在縮減執行路徑延遲之餘,達成降低功耗目的。

先前在Intel 7製程技術中,已經導入自對準四重成像技術 (Self-Aligned Quad Patterning,SAQP),以及主動元件閘極上接點 (Contact Over Active Gate,COAG0技術,藉此用於提升邏輯密度。

其中,自對準四重成像技術透過單次微影和兩次沉積、蝕刻步驟,將晶圓上的微影圖案縮小4倍,並且改善多次微影層疊對準問題,而主動元件閘極上接點則是將閘極接點設在閘極上方,而非傳統作法設在閘極側面,藉此提升元件密度。

而在Intel 4製程技術的作法,則是進一步加入網格布線方案 (gridded layout scheme),讓電路布線簡化且有規律,進而提高執行效能,同時也能增加整體生產良率。

另外,Intel 4製程採用新款名為強化銅 (Enhanced Cu)的金屬配方,並且以銅做為導線、接點材質,取代Intel 7所使用的鈷,以及外層使用的鈷、鉭包覆材質,透過兼具銅的低電阻特性,降低自由電子移動時,撞擊原子過程所產生,導致電路失效的電遷移 (electromigration)現象,同時也將作為Intel 3及未來製程的基礎。

同時,Intel 4在較高互連層透過EUV方式,大幅度減少光罩數量和製程步驟,進而降低製程的複雜性,同時也能讓未來製程節點技術作準備,更將導入全球第一款量產型高數值孔徑 (High-NA)EUV系統。

預計用於明年即將推出代號「Meteor Lake」的第14代Core系列處理器

實際上,從Intel 7就是Intel原先提出的10nm製程,Intel 4則是鎖定對比競爭對手的5nm製程,實際上為Intel的7nm製程技術,標榜能在相同製程規格上放入更多電晶體數量,藉此對應更高運算效能。

而代號「Meteor Lake」的第14代Core系列處理器,同樣將採用效能核心P Core與節能核心 (E Core)的異構設計,同時更可容納多達6組採Redwood Cove架構設計的P Core,以及8組採Crestmont架構設計的E Core配置,另外也將藉由tiled架構設計,將透過小晶片 (chiplet)方式整合I/O Tile、SoC Tile、GFX Tile和Compute Tile,熱設計功耗將介於5W到125W之間,藉此覆蓋小型至桌機等級運算裝置使用需求。

另外,相較目前已經進入市場銷售的代號「Alder Lake」、第12代Core系列處理器,以及今年預計推出代號「Raptor Lake」、第13代Core系列處理器均採用LGA 1700/1800插槽,代號「Meteor Lake」的第14代Core系列處理器將會換成LGA 2551插槽,並且預期沿用至代號「Arrow Lake」、第15代Core系列處理器。

至於代號「Arrow Lake」、第15代Core系列處理器,將在P Core改為Lion Cove架構設計,E Core則會改為Skymont架構,並且能對應多達8組P Core與32組E Core配置,製程技術則會推進至Intel 20A,將採用下一代RibbonFET製程技術,以及PowerVia電源管理技術,預期讓每瓦運算效能可提升15%。

《原文刊登於合作媒體mashdigi,聯合新聞網獲授權轉載。》

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