GlobalFoundries' 14nm-finfet-procedé biedt geen die-reductie

GlobalFoundries' nieuwe 14nm-procedé met finfet-transistors zal wat die-grootte betreft geen voordelen bieden ten opzichte van het 20nm-bulk-cmos-procedé. Het is voor het eerst dat een node-verkleining geen kostenbesparing impliceert.

GlobalFoundries kondigde op 21 september zijn nieuwe 14nm-14XM-productietechnologie aan. De chipfabrikant benadrukte bij de introductie het 40 tot 60 procent lagere energieverbruik van zijn nieuwe 14nm-finfet-chipprocedé ten opzichte van 20nm-transistors. GlobalFoundries was echter verrassend stil over mogelijke reducties in die-grootte. Die blijken er volgens EETimes ook niet te zijn.

Het nieuwe procedé is er volgens Mojy Chian, hoofd design enablement bij GlobalFoundries, namelijk op gericht om de overgang van het 20nm-cmos-procedé naar de energiezuinigere 14XM-productietechnologie zo eenvoudig mogelijk te maken. Het hergebruik van chipontwerpen blijkt in de praktijk weinig reductie in grootte op te leveren. Wel zou het mogelijk zijn om delen van de chips kleiner uit te voeren, maar de effectiviteit voor die-reductie is per ontwerp verschillend volgens de chipfabrikant.

Hoewel het 14XM-procedé het niet mogelijk maakt om meer dies op een wafer onder te brengen en zo te komen tot kostenbesparingen, heeft GlobalFoundries' nieuwe productietechnologie als voordeel dat deels gebruik kan worden gemaakt van bestaande productietechnieken op basis van double patterning-lithografie. Vandaar dat de 14nm-processornode al een jaar na de introductie van GlobalFoundries' 20nm-cmos-node beschikbaar is voor klanten.

Op die manier kunnen ontwikkelaars sneller energiezuinigere processorontwerpen op de markt brengen zonder dat gewacht moet worden op nieuwe lithografietechologie. Concurrent TSMC is momenteel bezig met de ontwikkeling van een 16nm-procedé met finfet-transistors.

Reacties (55)

[Tarquin]

Ik begrijp niet dat in een tijd waarin zelfs afgeronde hoekjes op een schermicoon gepatenteerd worden, deze fin-techniek niet helemaal dichtgespijkerd zit met patenten.
Ik bedoel: een 3d transistor ipv 2d, dat is nogal een verschil.
En ik begrijp niet dat Intel dat niet gebruikt om alle andere chipfabrikanten te dwingen om alleen nog maar 2d chips te maken.

[Sphere-]

Omdat FinFets geen uitvinding zijn van Intel maar van de Berkely universiteit in Californie rond het jaar 2000.
http://www.eecs.berkeley....t/EECSbrochure/c1-s1.html

Nu zal Intel vast wel gerelateerde patenten hebben maar Intel heeft net zo goed te maken met patenten van andere bedrijven. Daardoor zijn er vaak deals als "Ik mag deze patenten van jou gebruiken, dan mag jij deze patenten van mij gebruiken". Anderzijds kan de overheid Intel vast dwingen om licenties op haar patenten te geven voor een acceptabel tarief.

[Reactie gewijzigd door Sphere- op 27 juli 2024 03:42]

[Verwijderd]

Intel heeft toch licenties op x64 van AMD? qua patenten?

[robvanwijk]

Intel en AMD hebben een cross-license op elkaars x86 patenten; daardoor heeft AMD toegang tot "x86-32" en heeft Intel toegang tot "x86-64" (dit is een hele korte (en zeer sterk vereenvoudigde) samenvatting!).

[Verwijderd]

Oke , nee meend ezoiets gelezen te hebben een heeeeeellleee tijd geleden.

Want i dacht namelijk dat als AMD geen licenties zou geven Intel geen x64 procesoren kon maken.
Maar oke verkeerd gedacht dus.

[bladerash]

Is het dan nog wel een 14nm process? 14nm betekent toch transistors met een gate lengte van 14nm, dat is toch korter dan 20nm.. chips worden op basis daarvan kleiner. Nu zegt men dat het niet kleiner wordt, dan is er toch iets fouts aan de benaming..

[pvuc]

Ja en nee. Het getal in de verschillende productie processen is eigenlijk meer een soort van marketing. 14nm is voor sommige fabrikanten niet echt 14nm. Maar het staat wel goed voor een bedrijf om te zeggen dat ze een 14nm proces kunnen draaien.

Wat er in dit geval waarschijnlijk gebeurt is dat er wel een echte 14nm transistor op de die komt maar dat de relatieve afstand tussen de transistoren weer groter is als bij 20nm. Het effect is dus dat een circuit in 20nm en 14nm even veel oppervlak in beslag nemen. Dit was bij de overgang van bv 90nm naar 65nm niet het geval.

Het voordeel wat je uit de overstap van 20nm naar 14nm kan halen is dus vooral dat de "standaard" transistor wordt vervangen door een finFET transistor. Deze heeft weer oa als voordeel dat hij minder lek stroom heeft.

[Spekkie88]

Maar betekend minder lekstroom ook niet dat het minder (magnetische) invloed uitoefent op de omgeving van de transistor, waardoor het dus mogelijk moet zijn om de relatieve afstand te verkleinen? Of zijn deze nieuwe transistors weer veel gevoeliger voor invloeden van buitenaf?

[Sissors]

Nop minder lekstroom betekend dat niet, en magnetische invloed is sowieso verwaarloosbaar. Vaak heeft dichtheid die je haalt echter ook meer te maken met interconnect dichtheid die je kan halen, en met minimum afstand tussen maskerlagen enzo: oftewel gewoon wat ze kunnen maken. En nu is een finfet een hele verticale toren, dus het zou mij niet verbazen wanneer je daardoor meer ruimte tussen transistoren moet hebben, om een veilige afstand tussen die torens te houden.

[hardwareaddict]

Om het simpel te zeggen: dat is de dikte waarmee je lijntjes trekt in die CPU.

Maar als te vaak zo'n lijntje met een ander lijntje in contact komt wat je niet mag raken, om welke reden dan ook, dan is je cpu dus mislukt en moet je dus voor je ontwerp meer ruimte plannen tussen de lijntjes die je trekt.

Op papier lijken het allemaal lijntjes maar in feite gaat het analoog. Dus alles heeft op het kleinde nivo rondingen en is niet recht noch hebben bochten puntige hoeken.

Op het moment dat je dan tussen 2 lijntjes dus 2x ruimte plant ipv 1x, dan heb je dus
effectief 50% meer ruimte nodig in dat 14 nm proces.

14 * 1.5 = 21 nm nodig.

Dus bijna geen verschil met 22 nm dan, terwijl 22 nm fabrieken al op volle toeren lopen.

Als het echter dan weer energiezuiniger blijkt te zijn dit 14 nm proces dan is dat wel enorme winst natuurlijk.

[Verwijderd]

De transistors zelf worden kleiner. Maar ze liggen nog steeds even ver uit elkaar.

[Jasper Janssen]

De procesnode is de lengte van de kleinste features op de chip. Normaal gesproken dus ook de gates. Maar dat de gate of de kleinste feature kleiner wordt vertaalt zich niet per definitie één op één in een kleinere transistor.

[knirfie244]

Het is voor het eerst dat een node-verkleining geen kostenbesparing impliceert.

De uitspraak dat de overstap naar een nieuwer/kleiner procédé een kostenbesparing opleverd is sowieso onwaar.

Een mogelijke kostenbesparingn bij een overstap is afhankelijk van tal van factoren, zoals de grootte en complexiteit van de chip, de volwassenheid van het nieuwe procédé, vraag en aanbod van het oude procédé, etc.


Het is niet voor niets dat zowel intel als AMD hun chipsets en dergelijke vaak nog op oudere procédé's maken.

[Jasper Janssen]

De kostenbesparing komt normaal gesproken wel vanzelf op het moment dat het proces uitontwikkeld is, en dus de yields en de prijs per wafer op peil komen.

[bjp]

of nog meer: ook afhankelijk van volume!

Mits je de nodige volumes vereist, is het goedkoper om met een kleiner process te maken.

Ik wacht eerder op 450mm wafers.... dat is pas kostenbesparing!

[eL_Jay]

Zijn er nog andere voordelen aan het verkleinen van de die size buiten het feit dat je meer chips uit een wafer haalt?

[hardwareaddict]

Als het energiezuiniger is dan is dat nog veel belangrijker voor AMD (die cpu's produceert bij globalfoundries - AMD was opgesplitst naar globalfoundries en nog zo iets) dan meer dies per vierkante centimeter.

Elke procent energiezuiniger bij zelfde aantal 'transistors' is enorme winst.

[eL_Jay]

DIE-size is toch niet direct gekoppeld aan energieverbruik waar het nm proces dit wel is, toch?

@ batjes; Wait, What? Heb ik onder een steen geleefd? AFAIK is Intel onder load vele malen zuiniger dan AMD. Ik geloof dat de nieuwste amd APU's qua idle verbruik de intels voorbij streven, maar daarmee is ook alles gezegd volgens mij want intel biedt voor een TDP een stuk meer CPU prestatie dan een AMD tegenhanger
(please correct if wrong)

[Reactie gewijzigd door eL_Jay op 27 juli 2024 03:42]

[hardwareaddict]

Er zijn miljoenen factoren maar de hoogte van de klok en aantal transistors is enorm belangrijk.

Voor de quad core i7 965 @ 8 logical cores had intel minder dan een miljard transistors nodig en voor de bulldozer 4 modules @ 8 mini cores, heeft AMD dus 2.2 miljard transistors nodig (weliswaar zit er dan ook AVX op maar dat vreet niet ZOVEEL).

Dit allebei in 32 nm.

[Reactie gewijzigd door hardwareaddict op 27 juli 2024 03:42]

[Countess]

bulldozer is 1.2 miljard transistors, niet 2.2.

http://www.extremetech.co...ulldozer-confusion-ensues

en het transistors verschil dat er nog is zit him in de extra cache is bulldozer heeft.

[hardwareaddict]

Het is een mooi verhaal van AMD.
Ze hebben dat zelf veroorzaakt.

Toen het hun beter uitkwam had bulldozer ineens minder transistors dan ze ZELF eerst op grond van BEREKENINGEN, zie de homepageo ook die je citeert, vrijgaven.

Dat is wel vreemd nietwaar?

Ze produceren 3 jaar later idan intel en heel veel later dan de intel gulftown.

Intel gulftown is 1.17B transistors @ 240 mm^2

Als we dat opschalen dan is dat voor de die size van bulldozer 315 mm^2
dan is dat: 1.17B * 315 / 240 = 1.53 miljard, terwijl bulldozer veel meer caches heeft dan die intel gulftown.

De intel gulftown heeft 12MB aan L3 en 6*256 aan L2. In totaal zo rond de 13824 KB aan L2+L3.

De bulldozer heeft: 8MB L3 + 4 x 2MB aan L2 = 16384 KB in totaal
terwijl het jaren later is geproduceerd; kortom ze hadden meer tijd voor hoge
dichtheid.

Dus het verhaal van 2 miljard transistors is veel geloofwaardiger, voor de HELE cpu.

De arabieren vonden dat slechte publiciteit voor bulldozer en hebben het toen bijgesteld naar 1.2 miljard - vast de caches niet meegerekend.

Om een andere reden is het natuurlijk ook niet geloofwaardig - hij vreet namelijk aanzienlijk meer stroom en dat met maar 4 modules.

Hij heeft dus nu zogenaamd 1.2 miljard transistors zonder opgave van berekening. Kortom ze tellen een en ander niet mee

[Reactie gewijzigd door hardwareaddict op 27 juli 2024 03:42]

[Jasper Janssen]

Jezus dude, wat een ontzettende conspiracy theory.

[Countess]

behalve dat cache en logica een hele andere transistor density hebben en jouw vergelijking dus eigenlijk nergens op gebazeert is.

daarbij is intel transistor dichtheid bij cache hoger als die van AMD, en dat is echt al JAREN het geval.

sorry maar bulldozer heeft er gewoon 1.2 miljard en niet 2+

[Chaosstorm]

Amd's bulldozer heeft maar 1.2 miljard transistors, het was een foutje dat ze 2.2 zeiden.

Bron

[BlaDeKke]

En wat doet een cpu in de meeste computers het gros van de tijd? Jawel, idlen...

[bwerg]

Ja. En wanneer merk je verschil tussen processors? Tijdens load. Een hoger verbruik onder load betekent minder prestaties per watt, en aangezien OEM's rekening moeten houden met de warmteproductie van een CPU wil je dus een CPU die onder load weinig verbruikt, en dus gemakkelijker koel te houden is, en waar een minder zware voeding voor nodig is.

[Jasper Janssen]

Nope. Het verschil merk je tijdens het idlen, aan hoe lang je accu meegaat.

[SKiLLa]

Intel en AMD berekenen de TDP op verschillende manieren en zodanig kun je die getallen niet 1-op-1 vergelijken. Wikipedia heeft het hieromtrent b.v. ook fout (maarja, dat is natuurlijk geen nieuws). Zie b.v.: http://www.anandtech.com/show/2807/2 voor een toelichting ...

[Verwijderd]

Waarom is het van belang voor CPU's. Mijn grafische kaarten verbruiken veel meer energie dan de CPU.

[Fiander]

De MHz oorlog is zich aan het verplaatsen naar meer cores per cpu.
bij een lager verbruik, kan ik ( zonder dat de koeling een probleem word ) meer cores in de zelfde cpu kwijt.

En vooral voor amd belangrijk, de fusion cpu heeft ingebouwde GPU, welke dus alle twee sterker gemaakt kunnen worden.

uiteraard omdat een GPU gewoon een specialistische CPU is.

edit : damm, wat mist mijn verhaal samenhang.....

[Reactie gewijzigd door Fiander op 27 juli 2024 03:42]

[hardwareaddict]

AMD loopt ontzettend achter qua aantal cores. 1 module == 1 intel i7 core.
Beide splitsen zich uit naar 2 logische cores of in geval van amd naar 2 mini cores.

Een bulldozer 8150 heeft 8 minicores en de sixcore i7-980x heeft er 12.

Intel is nu al 2 generaties verder feitelijk gesproken dan AMD.

Als we echter goed bulldozer bestuderen zien we wat voor gedrocht het is.

a) de memory controller schaalt niet goed voor bulldozer. Zie report van Joel Hruska daar. Bij 4 cores load doet bulldozers memory controller het nog ok, maar bij gebruikmaking van 8 minicores dan is de latency ineens 50% slechter naar de RAM

b) ze hebben 2.2 miljard transistors nodig om hetzelfde te bereiken in october 2011 als intel bereikte in 2008 met de i7-965 die 731 miljoen transistors heeft. Zelfs als we AVX toevoegen aan zo'n i7-965 dan wordt dat maximaal 25% meer voor de core zelf, terwijl het gros van de cpu natuurlijk caches is.

Nu zijn de cpu's totaal berekend op de grootte van hun caches - het is een combinatieproduct, dus je kunt het niet los van elkaar zien.

Die bulldozer is een totaal gedrocht daar.

Dan praten we dus over hetzelfde productieproces wat gebruikt wordt en de bulldozer heeft dan 115 watt nodig versus de i7-965 dus 92 en dat 3 jaar eerder.

Zie lostcircuits. http://www.lostcircuits.c...d=42&limit=1&limitstart=9

AMD loopt dus meer dan 3 jaar achter. De efficiency in het ontwerp ontbreekt volkomen.

Als je het mij vraagt is het kernprobleem te veel transistors om iets voor elkaar te krijgen, dus dat komt nooit meer goed met bulldozer.

AMD heeft ondertussen al aangekondigd wat ze gaan doen. Zie verslag ook van Joel Hruska daar onder andere.

Dat is dat de chips decode engine wordt veranderd. Van 4 instructies tegelijk decoden wordt die losgekoppeld naar 2 x 2 volgens de verwachting.

Dus de maximale throughput is dan nog steeds niet beter.

Hoezo meer cores?

AMD heeft de core oorlog , waar ze eerst voorliepen, compleet verloren.

[Madrox]

Een intel's sixcore heeft zes fullcores en zes HT eenheden. zes 1.2 cores kan je beter zeggen, daar HT on average 20% extra performance geeft. Waar haal je in hemelsnaam vandaan dat het een 12-core is (gelukkig snapt Intel het zelf wel)

Dat AMD achterloopt qua fullcore performance is al jaren een feit. De mhz oorlog is allang voorbij en de multi-core is allang in gang gezet, Fiander. De oorlog is allang verplaatst!

[Reactie gewijzigd door Madrox op 27 juli 2024 03:42]

[Verwijderd]

Ik wil niet verveldn zijn maar 1 module heeft gewoon 2 cores hoor. alleen is de floatingpoint gedeeld. Je hebt wel nog steeds 2 integercores dus blijft gewoon 2 cores per module.

[Jasper Janssen]

Eigenlijk is geen van beide waar. Een module heeft soms de karakteristieken van 2 cores, soms van 1, en soms zit het ertussenin. Intel met Hyperthreading heeft maar in zeer beperkt opzicht de karakteristieken van 2 cores -- dan heb je het over een 10-20% verbetering in de meeste workloads. AMD zit op een stuk hoger percentage doordat er meer modules zijn verdubbeld.

[FreezeXJ]

Het punt is dat bij hogere belastingen het aantal FP-operaties flink toeneemt. Laat de Bulldozer daar nou net gruwelijk achterlopen, wat ze dus punten kost. Meerdere cores voor gewoon int-operaties komt weinig voor, maar is wel lekker makkelijk te bouwen. Daarmee zou je gokken dat een BD op pointer-chasen heel hoog scoort, maar helaas doet ie dat dan weer niet door de lange pipeline (18+ stages), die weer gehandicapped wordt door de mindere branch prediction (iets waar Intel al een tijdje heel hoog scoort). In feite is de Bulldozer gewoon een alles-net-niet CPU, die had kunnen vliegen, maar nu een probleem vormt. Ik hoop dat Excavator het beter gaat doen, want Piledriver lijkt meer van hetzelfde te worden, vooral gehandicapped door de bezuinigingen een paar jaar geleden.

[scorpionv]

Omdat je ook grafische kaarten, GPU's kunt maken met deze technologie? Het gaat hier over algemeen chipontwerp, dus niet alleen over computer processors!

[hardwareaddict]

Kijk eens naar omzet intel. Je kunt enorm veel verdienen aan een goed CPU ontwerp - voor een GPU die niet ingezet kan worden voor gpgpu kun je nooit veel vragen!

[batjes]

Ik denk dat het belangrijker is voor Intel. AMD loopt namelijk enorm voor op energie zuinige maar toch krachtige x86 chips. En dan komen die chips ook nog eens met een ingebouwde GPU en is er ook geen aparte GPU meer nodig (nog meer energie besparing).

[hardwareaddict]

AMD's bulldozer cpu vreet 50% meer dan de i7's van intel

[Countess]

er is een 17watt Trinity, en de AMD E series schopt de atom's kont. en dat laatste is waar batjes op doelde verwacht ik.

[Reactie gewijzigd door Countess op 27 juli 2024 03:42]

[hardwareaddict]

http://www.lostcircuits.c...d=42&limit=1&limitstart=9

115 watt voor AMD bulldozer 8150 versus
92 watt voor intel i7 965

Zelfs een sixcore intel, meer dan 50% sneller voor software die multiprocessing is,
die sixcore nog energiezuiniger dan bulldozer.

AMD heeft echt een probleem daar. Nu is dat ook wel logisch daar de chip 2.2 miljard transistors nodig heeft (om dan trager te zijn dan de i7's) versus de i7-965 nog geen miljard en de i7-965 is voor zo'n beetje alles sneller.

De i7-965 kwam uit november 2008 en de amd bulldozer 8150 pas oktober 2011.

AMD heeft een inefficient ontwerp geproduceerd en ook nog 3 jaar na intel.

Ze lopen enorm achter.

[Reactie gewijzigd door hardwareaddict op 27 juli 2024 03:42]

[madmaxnl]

Van wat je zegt klopt niet alles, Bulldozer heeft helemaal geen 2.2 miljard transistors, dit zijn er 1.2 miljard.

Bron

[Verwijderd]

Intle heeft in thet low segment geen donder te vertellen. Daar is Llano heer en meester. Die atoms en pentiums kunnen Llano echt niet bij benen op FullHD, en dat is de rede dat Llano veel in HTPC is terug te vinden.

[Jasper Janssen]

Een CULV i3/i5 schopt de kont van Llano. Hij kost ook twee tot drie keer zoveel, dat wel, maar kwa geavanceerde lowpower is Intel veel verder. AMD weet in het cheapo segment te imponeren, want Atom is daarom inderdaad niet zo heel briljant, maar ook dat is hard bezig te verbeteren. Zo is er inmiddels een Android telefoon met een Atom erin ipv een ARM, en tegelijkertijd wordt er gewerkt aan Haswell waarmee de huidige high end architectuur nog verder naar beneden geschaald zal worden zodat hij betaalbaarder wordt.

De toekomstperspectieven voor AMD zijn donkerder dan die van Intel naar mijn mening, ook in dat segment.

[sdk1985]

quote: Vegettokai

Intle heeft in thet low segment geen donder te vertellen. Daar is Llano heer en meester. Die atoms en pentiums kunnen Llano echt niet bij benen op FullHD, en dat is de rede dat Llano veel in HTPC is terug te vinden.

Performance wise volstaat de IGP van Intel. Voor video die niet via de hardwaredecoder gaat heb je cpu power nodig en daar loopt Intel momenteel ver voorop (ook met de Pentium reeks).

De reden dat veel HTPC's een AMD cpu gebruiken zit in de Intel 23.976 fps bug. Deze zit in zowel Sandy bridge als Ivy Bridge. Intel valt dus eigenlijk af voor je HTPC.

Atom is natuurlijk een ander verhaal.

[Reactie gewijzigd door sdk1985 op 27 juli 2024 03:42]

[Verwijderd]

Nog nooit van die bug gehoord. Maar oke weer wat geleerd.

[scorpionv]

Jazeker, het stroomgebruik van de chip gaat omlaag, dus dat is positief voor de warmteontwikkeling en de bedrijfsduur (bij apparaten op accu).

Vaak kan ook de kloksnelheid van de chip weer omhoog, dus winst alom

[Reactie gewijzigd door scorpionv op 27 juli 2024 03:42]

[C.Hariri]

Aangezien de meeste chips op 32nm (omap, apple ax, exynos 4412, AMD, etc) of 40nm (tegra3) worden gebakken lijkt me dit een goede vooruitgang, mits dit op tijd kan worden geïntroduceerd. Het 40-60% lager energieverbruik kan weer worden ingezet om de klok te verhogen. Lijkt erop dat sinds AMD zich los heeft gemaakt van GF ze druk bezig zijn om ze terug te winnen.

[Reactie gewijzigd door C.Hariri op 27 juli 2024 03:42]

[gjmi]

intel (en die maakt ook best veel chips) zit al een half jaar op 22nm met 3d transistoren met de ivy bridge processors

Ik denk dat de meeste fabrikanten ook eerst naar 22nm gaan. Dit 14nm proces is nog erg nieuw, dus veel kans op uitval.

[bjp]

AMD/ATI GPU zijn al 22nm dacht ik... en 28nm voor Nvidia of zoiets...

Ok de meeste chips worden nog op 40nm en meer gemaakt...

[A Noniem]

AMD Gpu's zitten ook op 28nm.

[hardwareaddict]

Als puntje bij paaltje komt zullen ze, gedwongen door aandeelhouders, altijd kiezen voor GF.

De arabieren maken de dienst uit bij AMD en willen simpelweg niet elders produceren.

[Jasper Janssen]

Mobiele chips zitten nog op die hoge procesnodes, de echte geavanceerde technologie is al verder.

[ReneX]

Vertel ... welke andere geavanceerde nodes zijn en welke chips worden daar dan in gebakken??

[Habana]

Je zou zeggen dat is precies naar AMD's bekkie 40tot60procent zuiniger, als AMD zijn CPU design nog eens tegen het licht houdt in combo met deze14nm-finfet-procedé , zou het wel weer eens heel interessant kunnen worden.