Ашраф Исса (Ashraf Eassa), аналитик The Motley Fool, скомпилировал информацию из нескольких источников, которая дает довольно целостную картину планов Intel. Исса хорошо информирован о кодовых названиях будущих проектов Intel, он вновь порадовал комплексным видением.
Но обо всем по порядку. Процессоры будут выходить так, как и планировалось. После первоначальной заминки Intel все пришло в норму. Процессоры Ice Lake-SP выйдут весной 2019 года. Ice Lake заменит Coffee Lake и Cannon Lake как архитектуру; подобно Cannon Lake процессоры будут производиться по второму поколению техпроцесса 10nm+. После Cascade Lake процессоры Ice Lake станут первой 10-нм архитектурой с аппаратно закрытыми уязвимостями Meltdown и Spectre. Intel ранее объявляла о том, что Cascade Lake и восьмое поколение процессоров Core получат аппаратное исправление Meltdown и Spectre.
Архитектура Sapphire Rapids в 2020 году завершит 10-нм цикл техпроцесса. Для него запланированы три стадии. Первое поколение вряд ли выйдет в каких-либо продуктах, но по техпроцессу 10 nm+ будут выпускаться Cannon Lake, Ice Lake и следующее поколение Atom под названием Tremont. Процессоры Sapphire Rapids выйдут в 2020 году по техпроцессу 10 nm++. Первые 7-нм процессоры в виде Granite Rapids появятся в 2021. Впрочем, по тому же 10-нм техпроцессу хорошо видно, что подобные прогнозы следует воспринимать с долей скепсиса. Если Intel с 7-нм техпроцессом столкнется с теми же проблемами, что и в первом поколении 10-нм техпроцесса, нас наверняка ждут изменения.
Между Ice Lake и Sapphire Rapids упоминается промежуточный этап оптимизации под названием Tiger Lake. Процессоры Tiger Lake будут отличаться оптимизированным энергопотреблением, поэтому они будут ориентированы больше на мобильный рынок. И здесь Intel впервые представит новую фирменную систему энергосбережения под названием Lakefield. Ашраф Исса упоминает энергопотребление в режиме бездействия 9 мВт, что очень мало даже для мобильных SoC ARM.
EMIB будет поддерживаться и в дизайне 3D
Также появилась новая информация, касающаяся упаковки грядущих продуктов и используемых технологий. Intel на данный момент успешно применяет метод Embedded Multi-Die Interconnect Bridge (EMIB), когда в одной упаковке объединяются кристаллы с разными техпроцессами. EMIB позволяет комбинировать на одной подложке разные кристаллы. Так называемый дизайн 2.5D может соединять различные кристаллы с помощью мостов. В подложке применяются связи Through Silicon Vias (TSVs), которые не так просто производить. Технология EMIB увеличивать плотность упаковки по сравнению с отдельными чипами, что снижает занимаемое пространство на PCB и обеспечивает большую гибкость. На данный момент EMIB используется для процессоров Core с графикой Radeon RX Vega M, а также для Stratix 10 FPGA с памятью HBM2.
Сегодня Intel разрабатывает уже версию 3D под названием Fevoros, впервые она будет использована после поколения Sapphire Rapids (то есть с процессорами Granite Rapids по 7-нм техпроцессу). 3D-вариант опирается на два или больше кристалла, которые устанавливаются друг над другом как бутерброд. В принципе, такой подход уже известен. Память 3D-NAND производится точно так же, в случае 3D XPoint или High Bandwidth Memory используются несколько уровней NAND на одной подложке логики. Конечно, возникают проблемы с охлаждением, поскольку в разных слоях тепло отводится по-разному. И внутренние слои охлаждать весьма проблематично. Совсем недавно Samsung и SK Hynix смогли оптимизировать память HBM2, перейдя на второе поколение, с которым уже не придется искать компромисс между пропускной способностью и емкостью.
EMIB станет еще более важным компонентом грядущих продуктов Intel, технология будет использоваться все чаще. Впрочем, вопрос охлаждения пока остается открытым. Если взглянуть на упаковку с процессором Core и графикой Radeon RX Vega M, то ее размер отнюдь не маленький. В будущем можно установить кристалл HBM2 над GPU, или GPU над CPU. Но самые большие проблемы на данном пути возникнут с охлаждением.
Intel официально подтвердила использование улучшенного варианта EMIB для упаковки FPGA под названием Falcon Mesa. Технология будет использоваться в следующем поколении Stratix вместе с памятью HBM2/3 и новыми передатчиками и трансиверами, которые будут подключаться через EMIB. Улучшенный вариант EMIB обещает увеличить пропускную способность в 2,5 раза благодаря уменьшению шага между шариковыми контактами под кристаллом с 55 мкм до 35 мкм. Теоретически для EMIB первого поколения указывается пропускная способность 4 Тбайт/с. Intel утверждает, что в лабораторных условиях расстояние между шариковыми контактами (Bumb Pitch) удалось уменьшить до 10 мкм, но мы наверняка увидим реализацию не раньше Fevoros.
Intel будет конкурировать с NVIDIA на рынке графики с 2021 года
Уже давно ходят слухи о планах Intel по выпуску новых встроенных и дискретных GPU. Раджа Кодури не зря возглавил подразделение Core and Visual Computing, которое как раз занимается разработкой грядущих проектов. Нынешние GPU относятся к поколению Gen9.5. Intel планирует с 12 поколения GPU представить дискретные чипы Arctic Sound, что произойдет в 2020 году. В их разработке как раз участвует Кодури; Arctic Sound станут первыми дискретными GPU Intel на розничном рынке. Как указывает Ашраф Исса, Intel выйдет на рынок довольно шумно - "enter the market with a bang".
Преемник Arctic Sound разрабатывается под названием Jupiter Sound, он догонит NVIDIA по эффективности, то есть по соотношению производительности на ватт в сегменте ниже 60 Вт.
Обе разработки представляют собой дискретный GPU, который будет подключаться к CPU через EMIB. Также и сам GPU будет состоять из многочиповой упаковки MCP (Multi Chip Package). В зависимости от конфигурации, будут использоваться два или четыре кристалла. Так что здесь Intel меняет стратегию - по крайней мере, для своих GPU. AMD тоже опирается на MCP со своей архитектурой Zen и соответствующими чипами, но Intel пока что продвигает монолитный дизайн. Впрочем, с развитием технологии EMIB Intel получит возможность перейти на другие варианты. Конечно, условия GPU отличаются от CPU, но рано или поздно без многочипового дизайна будет не обойтись.
Когда Intel представит дискретные GPU, рынок видеокарт наверняка оживится. Чипы Arctic Sound получат статус Production Release Qualification (PRQ) в первой половине 2020 года, в этом же году они выйдут на розничный рынок. Но более интересны чипы Jupiter Sound следующего поколения.
Прогнозы и вопросы
Планы по выпуску процессоров, GPU и переходу на техпроцесс весьма интересны, но остается много вопросов. Все же Intel предстоит справиться с большим числом проблем, чтобы достигнуть поставленных целей. Та же атака на NVIDIA с фирменными GPU кажется весьма амбициозной, но до сих пор Intel не преуспела в данном отношении, и NVIDIA сегодня наслаждается своим успехом на сегменте дата-центров. Что позволяет NVIDIA инвестировать миллиарды долларов в грядущие разработки, так что Intel придется нелегко.