Performa Tinggi Ekstrim pada Tegangan Tinggi

Undian terbaik Keluaran SGP 2020 – 2021. Diskon harian lain-lain tersedia dilihat dengan terpola melewati berita yg kami lampirkan pada website itu, lalu juga bisa dichat terhadap layanan LiveChat support kami yang siaga 24 jam On-line untuk melayani semua kepentingan para pemain. Lanjut langsung sign-up, dan kenakan diskon serta Live Casino On-line terbaik yg ada di tempat kami.

TSMC minggu ini mengumumkan proses fabrikasi baru yang dirancang khusus untuk produk komputasi kinerja tinggi (HPC). N4X berjanji untuk menggabungkan kerapatan transistor dan aturan desain node keluarga N5 TSMC dengan kemampuan untuk menggerakkan chip pada tegangan ekstra tinggi untuk frekuensi yang lebih tinggi, yang akan sangat berguna untuk CPU server dan SoC. Menariknya, N4X TSMC berpotensi mengaktifkan frekuensi yang lebih tinggi daripada proses N3 generasi berikutnya.

Salah satu masalah yang disebabkan oleh menyusutnya ukuran transistor adalah menyusutnya ukuran kontaknya, yang berarti peningkatan resistansi kontak dan masalah konsekuen dengan pengiriman daya. Berbagai produsen menggunakan cara yang berbeda untuk mengatasi masalah resistensi kontak: Intel menggunakan kontak kobalt daripada kontak tungsten, sedangkan pembuat lain memilih untuk membentuk kontak menggunakan teknologi deposisi tungsten selektif. Sementara metode ini bekerja dengan sempurna untuk hampir semua jenis chip, masih ada cara untuk lebih meningkatkan pengiriman daya untuk desain komputasi kinerja tinggi (HPC), yang relatif tidak sopan tentang total daya/tegangan yang digunakan. Inilah yang dilakukan TSMC pada node N4X-nya. Namun sebelum kita melanjutkan ke detail tentang proses fabrikasi baru, mari kita lihat keunggulan apa yang dijanjikan TSMC dengannya.

TSMC mengklaim bahwa node N4X-nya dapat mengaktifkan hingga 15% clock lebih tinggi dibandingkan dengan sirkuit serupa yang dibuat menggunakan N5 serta frekuensi hingga 4% lebih tinggi dibandingkan dengan IC yang diproduksi menggunakan node N4P-nya saat berjalan pada 1.2V. Lebih jauh lagi – dan tampaknya lebih penting – N4X dapat mencapai tegangan penggerak melebihi 1.2V untuk mendapatkan clock yang lebih tinggi. Untuk memasukkan angka ke dalam konteks: SoC keluarga M1 Apple yang dibuat di N5 berjalan pada 3,20 GHz, tetapi jika SoC ini diproduksi menggunakan N4X, maka menggunakan matematika TSMC mereka secara teoritis dapat didorong ke sekitar 3,70 GHz atau pada frekuensi yang lebih tinggi pada tegangan di luar 1.2V.

TSMC tidak membandingkan kerapatan transistor N4X dengan anggota keluarga N5 lainnya, tetapi biasanya prosesor dan SoC untuk aplikasi HPC tidak dirancang menggunakan pustaka kepadatan tinggi. Untuk daya, tegangan penggerak lebih dari 1.2V secara alami akan meningkatkan konsumsi daya dibandingkan dengan chip yang diproduksi menggunakan node kelas N5 lainnya, tetapi karena node dirancang untuk aplikasi HPC/pusat data, fokusnya adalah untuk memberikan kinerja setinggi mungkin dengan daya kekhawatiran sekunder. Faktanya, konsumsi daya total telah meningkat pada GPU kelas HPC dan suku cadang serupa selama beberapa generasi terakhir sekarang, dan tidak ada tanda bahwa ini akan berhenti dalam beberapa generasi produk berikutnya, sebagian berkat N4X.

“HPC sekarang adalah segmen bisnis yang tumbuh paling cepat di TSMC dan kami bangga memperkenalkan N4X, yang pertama dalam garis ‘X’ dari teknologi semikonduktor kinerja ekstrem kami,” kata Dr. Kevin Zhang, wakil presiden senior Pengembangan Bisnis di TSMC. “Tuntutan segmen HPC tak henti-hentinya, dan TSMC tidak hanya menyesuaikan teknologi semikonduktor ‘X’ kami untuk menghasilkan kinerja terbaik, tetapi juga menggabungkannya dengan teknologi pengemasan canggih 3DFabric kami untuk menawarkan platform HPC terbaik.”

Peningkatan PPA yang Diiklankan dari Teknologi Proses Baru
Data diumumkan selama panggilan konferensi, acara, konferensi pers, dan siaran pers
TSMC
N5
vs
N7
N5P
vs
N5
N5HPC
vs
N5
N4
vs
N5
N4P
vs
N5
N4P
vs
N4
N4X
vs
N5
N4X
vs
N4P
N3
vs
N5
Kekuatan -30% -10% ? lebih rendah -22% ? ? -25-30%
Pertunjukan +15% +5% +7% lebih tinggi +11% +6% +15%
atau
lagi
+4%
atau lebih
+10-15%
Area Logika

% pengurangan

(Kepadatan)

0,55x

-45%

(1.8x)

0,94x

-6%

1.06x

0,94x

-6%

1.06x

?

?

0,58x

-42%

(1.7x)

Volume
Manufaktur
Q2 2020 2021 Q2 2022 2022 2023 H2 2022 H1
2024?
H1 2024? H2 2022

Dalam upaya untuk meningkatkan kinerja dan memungkinkan tegangan penggerak lebih dari 1.2V, TSMC harus mengembangkan seluruh tumpukan proses.

  • Pertama, ia mendesain ulang transistor FinFET dan mengoptimalkannya untuk clock tinggi dan arus penggerak tinggi, yang mungkin berarti mengurangi resistansi dan kapasitansi parasit dan meningkatkan aliran arus melalui saluran. Kami tidak tahu apakah itu harus meningkatkan jarak pitch gerbang-ke-gerbang dan pada titik ini TSMC tidak mengatakan apa sebenarnya yang dilakukannya dan bagaimana hal itu mempengaruhi kepadatan transistor.
  • Kedua, memperkenalkan kapasitor logam-isolator-logam (MiM) kepadatan tinggi baru untuk pengiriman daya yang stabil di bawah beban ekstrem.
  • Ketiga, ia mendesain ulang tumpukan logam back-end-of-line untuk memberikan lebih banyak daya ke transistor. Sekali lagi, kita tidak tahu bagaimana ini mempengaruhi kepadatan transistor dan akhirnya ukuran mati.

Untuk sebagian besar, Intel memperkenalkan peningkatan serupa pada teknologi proses 10nm Enhanced SuperFin (sekarang disebut Intel 7), yang tidak mengejutkan karena ini adalah metode alami untuk meningkatkan potensi frekuensi.

Yang spektakuler adalah seberapa signifikan TSMC berhasil meningkatkan potensi kecepatan clock dari teknologi N5-nya dari waktu ke waktu. Peningkatan 15% menempatkan N4X mendekati teknologi fabrikasi N3 generasi berikutnya. Sementara itu, dengan tegangan drive di atas 1.2V, node ini sebenarnya akan mengaktifkan clock yang lebih tinggi daripada N3, membuatnya sangat baik untuk CPU pusat data.

TSMC mengatakan bahwa mengharapkan desain N4X pertama untuk memasuki produksi berisiko pada paruh pertama tahun 2023, yang merupakan deskripsi waktu yang sangat kabur, karena bisa berarti sangat akhir 2022 atau awal 2023. Bagaimanapun, biasanya dibutuhkan satu tahun untuk chip untuk melanjutkan dari produksi berisiko ke iterasi produksi volume tinggi, jadi masuk akal untuk mengharapkan desain N4X pertama memasuki pasar pada awal 2024. Ini mungkin merupakan kelemahan N4X karena pada saat N3-nya akan sepenuhnya ditingkatkan dan sementara N4X menjanjikan keunggulan dalam hal jam, N3 akan memiliki keunggulan besar dalam hal kerapatan transistor.

Sumber: TSMC