IBM突破7納米制程瓶頸 或左右Power處理器發(fā)展

IBM與合作伙伴成功研制出7納米的測(cè)試芯片，延續(xù)了摩爾定律，突破了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的瓶頸。對(duì)于IBM而言，7納米制程技術(shù)的后續(xù)發(fā)展將會(huì)影響旗下Power系列處理器的規(guī)劃藍(lán)圖。

7納米制程芯片背后結(jié)合了許多尚未經(jīng)過(guò)量產(chǎn)測(cè)試的新技術(shù)，IBM與GlobalFoundries、三星電子(Samsung Electronics)等合作伙伴，對(duì)何時(shí)能實(shí)際以7納米制程制作處理器與其他芯片并未提出時(shí)程表。

IBM這次利用矽鍺(silicon germanium)制造一部分的電晶體，因而能減少提升電路表現(xiàn)時(shí)進(jìn)行快速切換的耗電量，而電路都是以極紫外線(Extreme UltraViolet;EUV)光刻技術(shù)蝕刻。

IBM研究表示，目前最先進(jìn)的技術(shù)能夠制造10納米芯片，但是利用矽鍺制作電晶體通道和EUV光刻，能夠縮小電晶體尺寸的一半，同時(shí)還能夠提升50%的電路電力效率。然而，EUV對(duì)于震動(dòng)特別敏感，制作過(guò)程非常精密，因此要量產(chǎn)將有難度，價(jià)格也會(huì)十分高昂。

IBM 表示，7納米制程可使指甲大小的服務(wù)器芯片容納200億個(gè)電晶體，將近是Power8的4倍之多，而芯片的尺寸也應(yīng)該會(huì)比Power8的要小得多。相較之下，英特爾(Intel)即將上市的72核心Knights Landing Xeon Phi處理器目前只有約80億電晶體。

在服務(wù)器方面，英特爾(Intel)為Xeon處理器的Broadwell架構(gòu)系列采14納米制程，并且預(yù)備在2015年底使用相同的14納米制程量產(chǎn)Skylake桌電與筆電處理器。Skylake Xeon處理器預(yù)計(jì)將在2017年上市。

IBM以Power系列芯片迎戰(zhàn)Xeon的處理器，并透過(guò)與其他企業(yè)合作與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手Intel并駕齊驅(qū)，加強(qiáng)其他企業(yè)對(duì)Power系列的投資信心。

IBM 為Power7處理器采用45納米制程，升級(jí)為8核心芯片，時(shí)脈速度介于2.4~4.25GHz間。此外，每個(gè)芯片內(nèi)建32MB的DRAM L3快取存儲(chǔ)器，大幅提升許多工作性能。Power7芯片還支援同步多執(zhí)行緒(Simultaneous MultiThreading;SMT)，提供每個(gè)核心4條執(zhí)行緒，最高可同時(shí)執(zhí)行32項(xiàng)任務(wù)。

Power7+則縮小至32納米制程，IBM因此能把L3快取存儲(chǔ)器從Power7的32MB再提升到80MB，并稍微調(diào)高時(shí)脈速度。

2014年IBM推出的Power8又縮至22納米制程，芯片可容納42億個(gè)電晶體。因此達(dá)到12核心，L3快取存儲(chǔ)器提高到96MB，并且使Power8芯片的SMT增加到每核心8條執(zhí)行緒。

根據(jù)OpenPower的高效能運(yùn)算(HPC)規(guī)劃藍(lán)圖，Power9不久后也會(huì)推出，同時(shí)預(yù)計(jì)2016年還會(huì)推出interim Power8芯片支援NVIDIA的NVLink技術(shù)，幫助緊密地連接GPU與CPU，以達(dá)到更有效率的混合(hybrid)運(yùn)算。

IBM與其OpenPower合作伙伴，已經(jīng)瞄準(zhǔn)2020年后Power10甚至Power11芯片的研發(fā)計(jì)劃。但是這都要看7納米制程是否能夠商業(yè)化，并且在合乎時(shí)間與成本效益的前提下于GlobalFoundries的芯片廠進(jìn)行量產(chǎn)。