TSMC introduceert N4X-procedé voor hpc-chips

TSMC introduceert een nieuwe variant van zijn 5nm-procedé en noemt dat N4X. De node is specifiek bedoeld voor high performance computing en volgens de chipfabrikant geoptimaliseerd voor maximale prestaties en de hoogste klokfrequenties.

De N4X-node is TSMC's eerste node die zich specifiek richt op hpc-chips. Onder die noemer vallen krachtige chips die gebruikt worden in servers en supercomputers. Voortaan gaat TSMC de X-aanduiding gebruiken voor nodes die specifiek zijn ontwikkeld voor hpc-producten.

TSMC heeft zijn 5nm-procedé naar eigen zeggen aangepast voor chips met een hoge spanning en maximale klokfrequentie. Daarvoor zijn optimalisaties gedaan bij de back-end metal stack en de chipmaker gebruikt naar eigen zeggen metal-insulator-metal-condensatoren met een zeer hoge dichtheid.

Bij een spanning van 1,2 volt leveren chips die gemaakt zijn op de N4X-node vijftien procent betere prestaties dan N5-chips en ten opzichte van de N4P-node zijn de prestaties vier procent beter, claimt TSMC. N4X-chips kunnen ook met een hogere spanning werken om de prestaties verder op te voeren. In een blog legt TSMC uit dat de N4X-node geschikt is voor chips met een tdp van 100W tot wel 1000W in extreme gevallen.

Volgens TSMC kunnen chipontwerpers hun bestaande ontwerpen voor N5-chips als basis gebruiken voor de productie op N4X. Dat zou het ontwikkelproces van N4X-chips moeten versnellen. De eerste productie op kleine schaal, de zogenaamde risk production, wordt in de eerste helft van 2023 verwacht.

Eind oktober kondigde TSMC ook al de N4P-node aan, die ook is gebaseerd op het 5nm-procedé. De P-variant heeft een hogere transistordichtheid en is sneller te produceren dan zijn voorganger. De productie op N4P begint in de tweede helft van 2022.

TSMC-wafer

Door Julian Huijbregts

Nieuwsredacteur

16-12-2021 • 14:58

7

Reacties (7)

7
7
4
1
0
1
Wijzig sortering
en volgens de chipfabrikant geoptimaliseerd voor maximale prestaties en de hoogste klokfrequenties.
Dit geld toch voor praktisch ieder nieuw chipdesign? Of wil dit zeggen dat zuinigheid hiermee over het hoofd wordt gezien?
Niks over efficiency in deze aankondiging. Terwijl dat meestal een van de grootste speerpunten is bij nieuwe procedés. Bij deze variant is dat zeker geen uitgangspunt.
Precies dat is dus een wezenlijk verschil met andere procedé verbeteringen.

Het artikel is duidelijk geschreven en geeft goed weer, in begrijpelijke taal, wat tsmc doet voor de door hen benoemde hpc's.
Waarschijnlijk hebben ze de bestaande node aangepast om hogere clocks toe te laten ten koste van een stuk efficiëntie.

Een hele hoop nuance overboord gooiend, afhankelijk van verschillende factoren zoals de toelaatbare lekspanning, maximale stromen in bepaalde typen circuits (en alle daarbijkomende verschillende transistor karakteristieken) kun je binnen een bepaalde productieproces bepaalde eigenschappen optimaliseren.
Zo kan het zijn dat een chip die zijn maximale perf/watt haalt bij 65watt op een node, exponentieel gaat verbruiken op hogere spanningen/frequenties, of juist nauwelijks baat hebben omdat de maximale stroom in bepaalde situaties de bottleneck vormen.

Nu het simpelweg kleiner maken van alles steeds moeizamer gaat, heb je vooral de afgelopen jaren steeds meer chip-bakkers die specifieke 'versies' van hun nodes hebben aangekondigt voor verschillende typen producten. Hiermee kun je binnen een bepaald 'power budget' net meer prestaties, of juist dat laatste beetje efficiëntie eruit halen. Ga je buiten de parameters waar de node goed in zijn (met name overklokken), zie je het verbruik en hitte vaak al onevenredig met de prestaties toenemen.

[Reactie gewijzigd door otog8 op 22 juli 2024 16:21]

Als je het artikel leest zul je enige richting vinden op je vraag.....
Koomey's law:

https://en.wikipedia.org/wiki/Koomey's_law

Ongeveer elke 18 tot 22 maanden krijg je een halvering van de energie die nodig is voor "compute operations"

https://www.youtube.com/watch?v=tZ5G0M-q8M8

[Reactie gewijzigd door obimk1 op 22 juli 2024 16:21]

De komische law: interessant! Baanbrekend hoog wetenschappelijk niveau lijkt me!

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.