Cuando Intel / AMD elegir su Nanómetro Procesos, ¿por qué fueron los números específicos, 5, 7, 10, 14, 22, 32, 45, etc elegido?

Question

Al mirar las hojas de ruta para el proceso de fabricación de la CPU https://wccftech.com/intel-expects-launch-10nm-2017/

1. 10 µm – 1971
2. 6 µm – 1974
3. 3 µm – 1977
4. 1.5 µm – 1981
5. 1 µm – 1984
6. 800 nm – 1987
7. 600 nm – 1990
8. 350 nm – 1993
9. 250 nm – 1996
10. 180 nm – 1999
11. 130 nm – 2001
12. 90 nm – 2003
13. 65 nm – 2005
14. 45 nm – 2007
15. 32 nm – 2009
16. 22 nm – 2012
17. 14 nm – 2014
18. 10 nm – 2016
19. 7 nm – 2018
20. 5 nm – 2020
21. 3 nm – ~2022

¿Por qué son estos números elegidos específicamente? He mirado por ahí, y hay desviaciones, tales como:

Samsung Electronics comenzó la producción en masa de 64 Gb NAND flash chips de memoria mediante un proceso de 20 nm en 2010.[114]

TSMC empezó 16 nm FinFET de producción de chips en 2013.[115]

Y muchos otros.

y así sucesivamente. Sin embargo, tan lejos como Intel y AMD están preocupados, están ambos al unísono. Hay algo a estos números que se presta a sí mismos para el proceso de fabricación? O es la selección completamente arbitrario?

Answer 1

Hay un número de razones para esto.

Los números no son elegidos

CPU moderna de los procesos de fabricación, al menos para la parte superior de la línea de corriente CPUs de Intel ® Xeon ® y Core, AMD Epyc y Ryzen, etc. están en el límite de lo que actualmente es físicamente posible y económicamente viable.

Ya que las leyes de la física y las leyes de la economía son las mismas para todos los jugadores, se espera que todos ellos terminan usando la misma tecnología. La única manera en que esto podría ser diferente es si una empresa logra una totalmente cambia el juego avance tecnológico sin cualquier otra compañía de notar. Dado el carácter altamente competitivo, la cantidad de investigación y desarrollo invertidos por todas las empresas, y la comparativamente pequeña comunidad donde todo el mundo sabe lo que los otros están haciendo, esto es altamente improbable.

Así que, en otras palabras: Intel y AMD no elegir el nodo de proceso tamaño, que acaba de utilizar lo mejor que hay disponibles actualmente, y que pasa a ser similar para ambas compañías.

Los números no son reales

Los números son términos de marketing elegida por la industria de los think tank. No capturar con precisión cada detalle de los diferentes procesos. Es muy posible que las diferencias en los procesos que tienen más impacto que el nodo tamaño.

Por ejemplo, Intel está utilizando actualmente la mejora de la segunda generación de su 10nm proceso. Sin embargo, tanto el de la primera generación y la mejora de la segunda generación de este proceso son los que se agrupan bajo el mismo nombre "10nm" en la hoja de ruta en su pregunta.

Lo que nos lleva a nuestros dos puntos siguientes. La primera es un retroceso para el punto #1, el segundo es un retroceso a este segundo punto:

Los números no son elegidos por Intel y AMD

Como se ha mencionado, los números son términos de marketing elegida por la industria de los think tank. Ellos en realidad no son elegidos por Intel y AMD.

Los números son predicciones

Hay otra manera en que los números no son reales: no sólo son términos de marketing, que no captar todos los detalles, también son predicciones.

Ahora, como usted probablemente sabe, las predicciones son difíciles. Especialmente las predicciones del futuro. Caso en cuestión: la hoja de ruta se muestran en su pregunta tiene una 5nm nodo de proceso para el 2020, pero, en realidad, el actual superior de la línea de las ofertas son de 10 nm de Intel y 7nm por AMD, Apple, y nVidia. IBM actual top-of-the-line es la POWER9, lanzado en el año 2017 en un proceso de 14nm. El POWER10 probablemente estará disponible en el 2021 y fabricados en cualquiera de los 10 nm o 7nm.

Como se puede ver, la predicción es en realidad doblemente mal: se predice que Intel y AMD será en bloque, y se predice que el proceso de nodo tamaño será de 5nm, sin embargo, Intel y AMD están no en bloque y ninguno de los dos ha golpeado a 5nm todavía.

Los números son una especie de profecía autocumplida

Ninguna empresa quiere ser atrapado no golpear la predicción de mejoras en el proceso. Así, ellos trabajan muy duro para "dar en el blanco", pero no más difícil, ya que estas mejoras son muy caros. (La Segunda Ley de Moore predice que como chips exponencialmente más barato (para el mismo rendimiento) o de manera exponencial más rendimiento por el mismo precio), chip de fabricación consigue exponencialmente más caro.)

Esto es similar a lo que sucedió con Moore Leyes: en un principio, cuando Gordon Moore escribió sus Leyes, él escribió como las observaciones históricas y proyectadas de sus líneas de tendencia de 10 años en el futuro sin necesidad de tener sólidos de estadística motivos para hacerlo. 10 años más tarde, él revisado de ellos (inicialmente se había proyectado un duplicando cada año, que luego revisado para una duplicando cada dos años.) Sin embargo, desde entonces, Moore Leyes se han transformado a partir de las observaciones históricas para predicciones aproximadas a las expectativas del mercado, donde un fabricante que no llegue a la proyección de mejoras de Moore Leyes tendrán que justificar que el incumplimiento en el mercado, los accionistas y las partes interesadas.

También tenga en cuenta que a pesar de las consecuencias de no ser capaz de golpear la Ley de Moore, real de desarrollo ha caído por debajo de la curva predicha por la Ley de Moore en 2012, y parece ser atenuados.

El ISTR tuvo un efecto similar.

Nota, sin embargo, que la industria think tank que publicó el ISTR es en realidad ya no la utiliza desde el año 2017. Ellos han creado un nuevo conjunto de predicciones que se llama la EIRD, que son más basada en el "tirón" creado por las nuevas aplicaciones que en "push", creado por mejoras en el proceso.

Answer 2

Gordon Moore comenzó a Shockley Laboratorios en el Área de la Bahía, junto con varios otros interesantes y creativas de los espíritus. Cuando los folk cansado de la headgames de Shockley, se las arreglaron para la financiación de Sherman Fairchild (de Fairchild Corp), y fundó Fairchild Semiconductor.

Aquí está el punto clave --- en Fairchild, el Dr. Moore y los otros (7) fundadores tuvieron que INVENTAR todo su equipo. Químicamente (que fue de Moore de la especialidad), mecánica (alineamiento de precisión), metálicos salpicaduras de aluminio, y ÓPTICAMENTE.

La inicial óptica fueron simplemente las lentes de doble lente de la cámara réflex. Dado típica cámara de 35 mm lentes pueden apoyar la resolución de 50_lines a 100 líneas por milímetro, que en 1.000 micrones por milímetro nos dice que la mejor solución estaba en algún lugar entre el 20 micras y 10 micras.

Que era suficiente para alrededor de una década. Pero las otras partes de la fab --- el grabado, la pulverización (antes de implantadores de vino), la precisión y posicionamiento repetible, sensible a la luz fotoprotección, etc TODO TENÍA QUE SER INVENTADO.

Y Gordon Moore en la situación ideal, en la que contribuyen todos los días, para ver los resultados de la "Caramba, esto es un montón de diversión, la mayoría del tiempo, a medida que nos movemos a la humanidad a lo largo de esta increíble capacidad de fabricación.".

Podía ver a los límites físicos eran muy abajo en la carretera, por lo que inicialmente pronosticado un 2:1 cambio cada 2 años.

Que el rápido cambio binario se ha aligerado. Su muy duro. Simple de lentes de la cámara ya no es suficiente. Y un montón de software es necesario también, para prewarp de los sistemas de producción para doblar los bordes de los efectos de los fotones en algo útil para el resultado final.

Su muy duro. Y lento.... para engañar a la madre naturaleza.

Answer 3

Si bien es cierto que el proceso de nombres de nodo son actualmente se basan simplemente en la comercialización y no cualquier propiedad física del silicio, el nodo de proceso se utiliza para hacer coincidir el tamaño real (en nm) de los transistores de silicio, en términos de la puerta de la longitud de cada transistor y el metal de media cancha entre los transistores. A medida que avanza en la reducción muere se hizo más y más difícil, el real de las distancias físicas se convirtió en desacoplado del nombre del nodo de proceso.

Como IEEE Spectrum elabora:

En la época en la puerta de la longitud y el metal de media cancha fueron más o menos equivalente, vinieron a representar las características que definen el chip de la tecnología de fabricación, convirtiéndose en el número de nodo. Estas características en el chip se hacen típicamente de 30 por ciento más pequeño con cada generación. Una reducción de este tipo permite a una duplicación de la densidad del transistor, debido a la reducción tanto de la x e y las dimensiones de un rectángulo de 30 por ciento significa una reducción a la mitad en el área.

...

La industria del número de nodo "había absolutamente ningún sentido, porque no tenía nada que ver con cualquier dimensión que puede encontrar en el dado que se relaciona con lo que realmente está haciendo", dice Paolo Gargini, IEEE Vida del Compañero y del Intel veterano quien está al frente de una de las nuevas métricas de los esfuerzos.

Answer 4

El número elegido por Intel (tenga en cuenta que otros fabricantes utilizan distintas convenciones de nomenclatura global de las fundiciones tenía su tecnología de 32 nm nodo seguido por 28nm nodo, y TSMC ha 12nm y 6 nm nodos a lo largo de su 14nm+ y 7nm+ nodos - pero el mismo principio general se aplica), reflejan el hecho de que cada nodo tiene aproximadamente el doble de la densidad de su anterior nodo.

Así que 5^2=25 es la mitad de 7^2=49 es la mitad de 10^2=100 es la media de 14^2=196 y así sucesivamente. Obviamente, esto no es del todo exacto, porque ya nodo en sí no es exactamente dos veces más denso que el anterior nodo(parte de la razón por la que Intel ha tenido tantos problemas con sus 10nm nodo es porque se fijó el objetivo de densidad mucho mayor que en el https://www.extremetech.com/computing/295159-intel-acknowledges-its-long-10nm-delay-caused-by-being-too-aggressivey debido a que la gente de marketing como agradable, ronda(o al menos todo) números.