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IBM突破7納米制程瓶頸 或左右Power處理器發展

2015-08-12
關鍵詞: IBM 7納米 Power HPC

       IBM與合作伙伴成功研制出7納米的測試芯片,延續了摩爾定律,突破了半導體產業的瓶頸。對于IBM而言,7納米制程技術的后續發展將會影響旗下Power系列處理器的規劃藍圖。

  據The Platform網站報導,7納米制程芯片背后結合了許多尚未經過量產測試的新技術,IBM與GlobalFoundries、三星電子(Samsung Electronics)等合作伙伴,對何時能實際以7納米制程制作處理器與其他芯片并未提出時程表。

  IBM這次利用矽鍺(silicon germanium)制造一部分的電晶體,因而能減少提升電路表現時進行快速切換的耗電量,而電路都是以極紫外線(Extreme UltraViolet;EUV)光刻技術蝕刻。

  IBM研究表示,目前最先進的技術能夠制造10納米芯片,但是利用矽鍺制作電晶體通道和EUV光刻,能夠縮小電晶體尺寸的一半,同時還能夠提升50%的電路電力效率。然而,EUV對于震動特別敏感,制作過程非常精密,因此要量產將有難度,價格也會十分高昂。

  IBM 表示,7納米制程可使指甲大小的伺服器芯片容納200億個電晶體,將近是Power8的4倍之多,而芯片的尺寸也應該會比Power8的要小得多。相較之 下,英特爾(Intel)即將上市的72核心Knights Landing Xeon Phi處理器目前只有約80億電晶體。

  在伺服器方面,英特爾(Intel)為Xeon處理器的Broadwell架構系列采14納米制程,并且預備在2015年底使用相同的14納米制程量產Skylake桌電與筆電處理器。Skylake Xeon處理器預計將在2017年上市。

  IBM以Power系列芯片迎戰Xeon的處理器,并透過與其他企業合作與競爭對手Intel并駕齊驅,加強其他企業對Power系列的投資信心。

  IBM 為Power7處理器采用45納米制程,升級為8核心芯片,時脈速度介于2.4~4.25GHz間。此外,每個芯片內建32MB的DRAM L3快取存儲器,大幅提升許多工作性能。Power7芯片還支援同步多執行緒(Simultaneous MultiThreading;SMT),提供每個核心4條執行緒,最高可同時執行32項任務。

  Power7+則縮小至32納米制程,IBM因此能把L3快取存儲器從Power7的32MB再提升到80MB,并稍微調高時脈速度。

  2014年IBM推出的Power8又縮至22納米制程,芯片可容納42億個電晶體。因此達到12核心,L3快取存儲器提高到96MB,并且使Power8芯片的SMT增加到每核心8條執行緒。

  根據OpenPower的高效能運算(HPC)規劃藍圖,Power9不久后也會推出,同時預計2016年還會推出interim Power8芯片支援NVIDIA的NVLink技術,幫助緊密地連接GPU與CPU,以達到更有效率的混合(hybrid)運算。

  IBM與其OpenPower合作伙伴,已經瞄準2020年后Power10甚至Power11芯片的研發計劃。但是這都要看7納米制程是否能夠商業化,并且在合乎時間與成本效益的前提下于GlobalFoundries的芯片廠進行量產。

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