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Intel_Tech_Manu_05.jpg

 

인텔 반도체 공정 비교
선박    22nm    14nm / 14nm +    14nm ++    10nm
트랜지스터 밀도 (MTr / mm²)    15.3    37.5    37.5    100.8
트랜지스터 핀 피치 (nm)    60    42    42    54
트랜지스터 게이트 피치 (nm)    90    70    84    36
상호 연결 간격 (nm)    80    52    52    34
트랜지스터 핀 높이 (nm)    34    42    42    53

 

Rocket Lake 프로세서 평가는 3 월 30 일 저녁까지 발표되지 않을 예정입니다. 이제 수년 동안 우리와 함께해온 Intel 14nm 프로세스를 검토하고 14nm 프로세스를 사용하는 데스크탑 프로세서를 살펴 보겠습니다.

인텔 14nm 공정 개선 역사


인텔의 공개 정보에 따르면 14nm 공정은 14nm, 14nm +, 14nm ++의 3 세대로 구성됩니다. 데스크탑 메인 스트림 프로세서의 경우 Broadwell과 Skylake는 1 세대 14nm 공정을 사용하고 Kaby는 14nm + 공정을 사용합니다. Lake와 14nm ++는 Coffee를 사용합니다. Lake, Coffee Lake Refresh, Comet Lake 및 Rocket Lake.

 

사실 인텔의 14nm도 처음에 난산에 부딪 혔지만 상황은 현재의 10nm보다 훨씬 낫고 반년 이상 지연되었지만 이로 인해 Broadwell의 데스크탑 버전 대부분이 중단되었지만 2 정식 출시, Broadwell 아키텍처 프로세서는 주로 모바일 플랫폼에 있습니다.

 

2014 년 9 월 인텔은 마침내 14nm 프로세스를 사용하는 프로세서를 출시했습니다. 인텔의 14nm 프로세스는 2 세대 FinFET 트랜지스터 기술을 사용할 것입니다. 22nm 프로세스에 비해 14nm 프로세스 FinFET 트랜지스터는 후자의 78 %로 감소하고 핀은 핀입니다. 피치가 감소합니다 .22nm의 70 %까지 SRAM 캐시 영역이 22nm 공정의 54 %로 감소하여 거의 절반으로 줄어 듭니다. 즉, 14nm 공정의 트랜지스터 부피는 더 작고 트랜지스터 밀도는 더 높은. 14nm 공정의 누설 전류 제어도 우수하고 전력 소비도 낮습니다 .Broadwell 프로세서에서 Intel은 14nm 공정의 와트 당 성능이 22nm 공정 Haswell 의 2 배라고 말했습니다.

 

2017 년 1 월 인텔은 14nm + 프로세스의 Kaby Lake 프로세서를 도입했습니다. 14nm + 프로세스는 더 높은 핀과 더 넓은 게이트 간격을 사용합니다. 핀이 높을수록 드라이브 전류가 작아 져 누설 가능성이 줄어들 수 있고 게이트 간격이 넓어지면 트랜지스터 밀도가 감소합니다. 더 높은 전압이 필요하지만 생산의 어려움을 줄일 수 있으며, 또한 간격이 넓어지면 각 트랜지스터에서 발생하는 열이 더 많은 곳으로 퍼져 코어 온도를 낮추고 주파수를 높이는 데 도움이되므로 Kaby의 주파수가 Lake는 Skylake보다 높지만 전력 소비량은 변하지 않습니다.

 

인텔은 2017 년 10 월 14nm ++ 공정으로 Coffee Lake를 출시했습니다.이 공정의 최소 게이트 피치가 70nm에서 84nm로 증가했습니다. 게이트 피치가 증가하면 트랜지스터 피치가 더욱 확산되어 전류 밀도가 감소합니다. 이것은 트랜지스터가 더 높은 누설 전류를 가질 수있게하여 더 높은 피크 전력과 더 높은 주파수를 의미하지만 칩 영역과 유휴 전력을 희생시킨다. 기존 14nm 공정과 비교하여 14nm ++ 공정의 주파수는 동일한 전압에서 26 % 증가하거나 전력 소비는 동일한 주파수에서 52 % 감소합니다.


 


Intel의 22nm, 14nm 및 10nm 공정 세부 정보는 위 표에 나와 있습니다.이 10nm 공정은 당시 Canon Lake에서 발표 한 데이터 인 원래 Intel 세대입니다.이 세대의 공정은 생산하기 어렵다는 것을 누구나 알고 있습니다. . Tiger Lake에서 사용하는 10nm와 10nm SuperFin은 실제로 2 세대 및 3 세대 10nm 공정입니다. 사양이 완화 될 수 있지만 데이터를 찾을 수 없습니다.

 

다음으로, 주류 LGA 11XX / 1200 플랫폼 만 포함하고 HEDT는 논의 범위에 포함되지 않는 다양한 세대의 Intel 14nm 프로세스에서 생산 된 데스크탑 프로세서를 검토해 보겠습니다.

 

14nm의 초기 작업 Broadwell


Broadwell은 Intel 14nm 공정의 1 세대이며 Intel의 Tick-Tock 전략 붕괴의 시작이기도합니다. 14nm 공정의 지연으로 인해 Broadwell의 데스크탑 버전은 거의 중단되었습니다. 5 세대 Core 데스크탑 프로세서 Core i7-5775C와 Two Core i5-5765C 모델 만 2015 년 6 월에 출시되었습니다. BGA 패키지에도 3 가지 모델이 있지만 소매는 아닙니다.


왼쪽은 BGA 패키지 버전, 오른쪽은 LGA 1150 데스크탑 프로세서입니다.

 

두 개 밖에없고 중국에서 판매되지는 않았지만 Broadwell의 데스크탑 버전은 상당히 독특합니다. 기본적으로 Haswell의 14nm 버전입니다. CPU 아키텍처는 변경되지 않았지만 공정 기술은 22nm에서 14nm로 업그레이드되었습니다. 하 스웰과 비교했을 때 L3 캐시는 8MB에서 6MB로 줄었지만 CPU의 L4 캐시 역할을 할 수있는 128MB의 eDRAM 오프 칩 캐시가 추가됐다.

물론이 eDRAM의 주요 기능은 실제로 Iris Pro 6200의 캐시 역할을하는 것입니다. 이것은 48 개 EU 그룹 이있는 GT3e 수준 핵 디스플레이 입니다. 이전에는 Haswell이 일반적으로 HD Graphics 4600 핵 디스플레이를 사용했으며 20 개만있었습니다. 그 이후로 Skylake 제품군이 일반적으로 사용하고 있습니다. UHD Graphics 630에는 EU 그룹이 24 개뿐입니다.이 유형의 핵 디스플레이는 데스크톱 시장에서 5 세대 코어 만 있습니다.

 

그러나 시장에 큰 파도를 일으키지 않은 Broadwell 데스크톱 버전은 2 개뿐입니다. 주요 시장의 힘은 Haswell입니다. 더 슬픈 것은 출시 2 개월 후 새로운 Skylake 아키텍처가 나올 것이라는 점입니다.

 

광범위한 Skylake 아키텍처

 

H.PNG.jpg


이전의 14nm 연기로 인해 Intel의 Tick / Tock 전략이 프로세스 / 아키텍처 / 최적화의 3 단계 전략으로 수정되었습니다. 이전 Broadwell은 프로세스 개선이었고 Skylake는 아키텍처 개선이었습니다. 1 세대 14nm 프로세스 사용 , 6 세대 코어 프로세서는 2015 년 8 월에 출시되었습니다.

 

이전 Haswell에 비해 Skylake는 전체적으로 개선되었습니다. 더 크고 넓은 코어를 가지고 있으며 더 나은 IPC, 링 버스 및 L3 캐시도 개선되었으며 FIVR 모듈이 취소되고 CPU 온도가 더 잘 제어됩니다., 또한 Haswell보다 고주파에 도달하는 것이 더 쉽습니다. 코어 디스플레이도 Gen 9 아키텍처로 업그레이드되었습니다. CPU의 전체 전력 소비가 더 잘 제어되고 모든 링크가 더 에너지 효율적입니다. 메모리 컨트롤러는 DDR4에 대한 지원도 추가합니다. DDR4 메모리의 보급은 필수 불가결합니다.

 

현재의 관점에서 스카이 레이크는 정말 훌륭하고 성공적인 아키텍처입니다 .4 년 후에 출시 된 AMD의 Zen 2 아키텍처는 IPC 측면에서 55 개가 공개 될 것입니다. 많은 측면, 건축. Intel의 후속 10nm 공정의 상당한 지연으로 인해 Skylake 아키텍처는 서비스 기한이 지났으며 향후 5 년 동안 Intel 프로세서 제품 라인에 Skylake가 포함될 것입니다.

 

 

 

14.PNG.jpg

 

Kaby Lake, 14nm 이상의 주파수로 업그레이드


2017 년 1 월, 7 세대 코어 프로세서 Kaby Lake가 탄생했습니다. 이론적으로는 PAO 전략 최적화 단계에 속해야하지만 후속 조치는 모두가 알고 있습니다. Kaby Lake와 Skylake의 가장 큰 차이점은 14nm + 공정이 업그레이드되고 주파수가 크게 향상되었다는 것입니다 .Core i7-6700K의 기본 주파수는 4GHz에 불과하고 코어 주파수는 4.2GHz이며 기본 주파수는 4.2GHz입니다. Core i7-7700K는 4.2GHz이고 터보 주파수는 4.5GHz입니다. 또한 오버 클러킹 기능이 더 강해 Core i7-6700K의 기본 디스크는 4.8GHz에 불과하며 대부분의 Core i7-7700K는 5GHz를 안정적으로 초과 할 수 있습니다.

핵 디스플레이는 Gen 9에서 Gen 9.5로 업그레이드되었으며 4K 비디오 재생이 개선되었습니다. H.265 Main.10 및 VP9 8/10 비트 형식의 하드웨어 디코딩 및 인코딩이 추가되어 크게 줄일 수 있습니다. 4K 비디오 재생시 전력 소모량., 3D 성능에는 차이가 없습니다.

 

Coffee Lake는 더 많은 코어를 사용하여 14nm ++로 업그레이드


Kaby Lake 출시 2 개월 후 AMD Zen 아키텍처 프로세서가 등장했습니다. 1 세대 Ryzen 프로세서는 작지는 않지만 Intel에 대한 압력은 매우 큽니다. 결국 반대자들은 8 코어 프로세서를 주류 시장으로 밀어 넣었습니다.

당시 인텔의 계획에 따르면 Kaby Lake는 14nm ++ Coffee Lake와 10nm Canon Lake 이후입니다.이 두 제품 라인은 병렬이어야하며 Coffee Lake는 처음에는 Canon Lake의 백업 계획 일 수 있지만 끝은 Canon Lake 기본입니다. Intel은 분명히 AMD로부터 Coffee Lake를 일찍 출시하라는 압력을 받고 있습니다.

 

 

8.PNG.jpg


8 세대 Core Coffee Lake의 핵심

 

Coffee Lake는 거의 10 년 만에 데스크탑 주류 제품에 코어를 추가하는 Intel의 1 세대 제품입니다. 8 세대 Core Duo는 2017 년 10 월에 출시되었습니다. Core i7은 6 코어 12 스레드, Core i5는 6 코어 6 스레드, 코어 i3 4 코어와 4 스레드로 수년 동안 변함이 없었던 사양이 마침내 질적 변화를 겪었습니다. 프로세스는 원래 14nm +에서 14nm ++로 업그레이드되었으며 주파수도 Kaby Lake보다 높습니다.

핵 디스플레이의 이름은 HD Graphics 630에서 UHD Graphics 630으로 변경되었지만 실제로 유일한 변경 사항은 HDMI 2.0 / HDCP 2.2 표준을 추가 한 것입니다. 그 외에는 기본적으로 변경 사항이 없습니다.

X.PNG.jpg


9 세대 핵심 옥타 코어 Coffee Lake의 핵심

 

 

2018 년 10 월에 출시 된 9 세대 코어 프로세서는 여전히 Coffee Lake이지만 최대 코어 수는 8 코어로 증가했으며 Core i9 브랜드는 처음으로 주류 LGA 1151 플랫폼에 도입되었습니다. -세대 Core i9는 8 코어 16 스레드, Core i7은 8 코어 8 스레드, Core i5 및 Core i3는 여전히 6 코어 6 스레드 및 4 코어 4 스레드를 유지하며 K가있는 모든 프로세서는 플럭스리스 납땜으로 변경되었습니다. 더 이상 예전과 같지 않습니다. 실리콘 그리스는 크게 방열 능력을 향상시킨다.

Comet Lake는 계속해서 코어를 스택하고 패키징을 개선합니다.
인텔은 2020 년 5 월 10 세대 코어 데스크탑 프로세서 Comet Lake를 출시했습니다. 현재 9 세대 코어가 해제 된 지 1 년 7 개월이 지났지 만 여전히 익숙한 Skylake 코어와 친숙한 14nm ++ 프로세스입니다. .

 

Z.PNG.jpg


10 세대 Core Comet Lake의 핵심

 

Comet Lake의 주요 변경 사항은 코어 수를 8 코어에서 10 코어로 늘리는 것, 전체 제품군은 하이퍼 스레딩 기술을 지원하고, 칩을 더 얇게 만들고 코어 방열 성능을 향상시키기위한 패키징 개선, 그리고 Turbo Boost Max 3.0 및 Thermal Velocity Boost 지원으로 CPU가 더 높은 터보 주파수를 달성하기 위해 인터페이스를 LGA 1200으로 변경하여 CPU 전원 공급을 강화했습니다. 이제 Core i9의 PL2는 210W에서 250W로 증가했습니다. 지속 시간이 28 초에서 56 초로 두 배가되었습니다.

 

코어 수가 증가하면 프로세서의 멀티 스레딩 성능이 더욱 향상되고 새로운 패키지는 프로세서의 내부 열 저항을 크게 줄입니다. 코어 i9-10900K는 코어보다 더 높은 온도와 더 높은 전압을 제공합니다. i9-9900K는 더 낮고 10 세대 Core는 더 높은 주파수에 더 쉽게 도달 할 수 있습니다.

 

11 세대 Rocket Lake에는 Core i3 이하 모델이 없기 때문에 Comet Lake는 올해에도 계속 서비스를 제공 할 것입니다. 이에 따라 Intel은 새로운 10 세대 Core i3 및 Pentium Gold 프로세서 배치를 출시했습니다. 올해 Comet Lake는 Rocket Lake는 시장에서 공존 할 것입니다.

 

14nm의 최신 작업 Rocket Lake


Intel은 올해 3 월 16 일 Rocket Lake 11 세대 코어 데스크탑 프로세서를 공식 출시했습니다.이 리뷰 기사는 3 월 30 일 저녁에 해제 될 예정입니다. Intel이 6 년 만에 새로운 아키텍처 데스크탑 프로세서를 도입 한 것은 이번이 처음입니다.

 

현재 Comet Lake에 비해 Rocket Lake는 크게 개선되었습니다. CPU와 코어 디스플레이 아키텍처가 모두 새로운 아키텍처로 대체되었습니다. CPU의 IPC는 19 %, 코어 디스플레이 성능은 50 % 향상되었습니다.

 

그러나 Rocket Lake에서 사용 된 Cypress Cove 마이크로 아키텍처는 실제로 새로운 것이 아닙니다. 실제로 2 년 전 Ice Lake의 Sunny Cove를 14nm 공정으로 재현하고 핵심 디스플레이 부분은 Tiger Lake 프로세서에서 사용하는 Xe 아키텍처입니다. Cove는 실제로 Sunny Cove와 Willow Cove의 하이브리드입니다.

 

Skylake 아키텍처에 비해 Cypress Cove는 프리 페처 및 분기 예측기의 성능을 향상시킵니다 .1 단계 데이터 캐시는 50 %, 1 단계 캐시 스토리지 대역폭은 100 %, 2 단계 캐시는 100 % 증가합니다. , 마이크로 명령 캐시가 100 % 증가합니다. 50 % 증가, 25 % 더 많은 마이크로 명령이주기 당 비 순차 재정렬 버퍼에 추가 될 수 있으며, 비 순차 재정렬 버퍼에서 57 % 더 커지고, 25 % 더 많은 백엔드 실행 포트, AVX- 512 지원 등 새로운 명령어 세트 .

 

핵 디스플레이의 실행 가능한 단위는 Comet Lake의 1/3 이상입니다 .Tiger Lake의 96 그룹과는 거리가 먼 32 그룹의 EU 단위가 있지만 데스크톱 시장에는 이러한 강력한 핵 디스플레이가 필요하지 않습니다. , 현재 Gen과는 다릅니다 9 코어 디스플레이에 비해 그래픽 성능이 50 % 향상되었습니다. 동시에 새로운 Xe 그래픽 아키텍처는 매우 우수한 미디어 처리 기능을 갖추고 있기 때문에 4K 디지털 콘텐츠와 해당 인코딩 및 디코딩 측면에서 더 높은 수준에 도달 할 수 있습니다.

메모리 컨트롤러가 이제 새 것으로 교체되었습니다. 기본 지원 주파수가 DDR4-2933에서 DDR4-3200으로 증가했으며 이제 메모리 제어 대 메모리 주파수 비율을 1 : 1 또는 1 : 2로 설정할 수 있습니다. 메모리 오버 클럭킹 기능이 더 좋습니다. Rocket Lake는 PCI-E 4.0을 지원하며 기존의 메인 스트림 데스크탑 플랫폼 프로세서보다 4 개 더 많은 20 개의 PCI-E 채널을 제공 할 수 있습니다. 이는 SSD에 사용됩니다. PCH에 연결된 DMI 버스도 x4에서 x8로 확장되었습니다. 대역폭이 두 배가되었습니다.

 

요약하자면


올해는 인텔의 14nm 공정이 생산에 들어간 7 년째이며 해당 코어 프로세서도 5 세대에서 11 세대로 옮겼습니다. 처음 출시되었을 때이 공정은 매우 강력했지만 이후 몇 년, 아무리 14nm 공정이 개선 되더라도 어젯밤에 Rocket Lake는 사실 14nm로 생산 된 코어가 너무 커서 10 코어를 만들지 않았습니다. Comet Lake보다 크며 더 이상 Intel의 새로운 아키텍처 프로세서에 적합하지 않습니다.

이론상 차세대 데스크탑 프로세서는 Alder Lake이며 10nm SuperFin 공정으로 전환 할 것입니다. Intel의 10nm 생산 능력이 순조롭게 증가하기를 바랍니다. 내년에는 더 이상 성숙한 14nm 공정을 작성하고 싶지 않습니다.


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