2023 Teknoloji Sempozyumunda TSMC, yüksek performanslı bilgi işlem (HPC) uygulamaları için özel olarak tasarlanan yakında çıkacak olan N4X teknolojisi hakkında bazı ek ayrıntılar açıkladı. Bu düğüm, N4P (4 nm sınıfı) işlem teknolojisi ile IP uyumluluğunu korurken ultra yüksek performans sağlamayı ve verimliliği artırmayı vaat ediyor.
TSMC’nin dökümhanenin Yüksek Performanslı Bilgi İşlem İş Bölümünden sorumlu iş geliştirme direktörü Yujun Li, “N4X, kaçak güç cezasını en aza indirirken olağanüstü performansı nasıl artırabileceğimiz konusunda gerçekten yeni bir ölçüt belirliyor” dedi.
TSMC’nin N4X teknolojisi, şirketin N5 (5 nm sınıfı) ailesine aittir, ancak çeşitli şekillerde geliştirilmiştir ve aşırı hız modunda 1,2 V ve daha yüksek voltajlar için optimize edilmiştir.
Daha yüksek performans ve verimlilik elde etmek için TSMC’nin N4X’i, üç üç temel alanda transistör tasarımını geliştirir. İlk olarak, transistörlerini hem işlem hızını hem de sürücü akımlarını artıracak şekilde geliştirdiler. İkinci olarak, dökümhane, yüksek iş yükleri altında güvenilir güç sağlamak için yeni yüksek yoğunluklu metal yalıtkan metal (MiM) kapasitörlerini kullandı. Son olarak, transistörlere daha fazla güç sağlamak için hattın arka tarafındaki metal yığını değiştirdiler.
Özellikle, N4X, N4P cihaz tekliflerinin üzerine, çok verimli olması gereken uygulamalar için ultra düşük voltajlı transistörler (uLVT) ve ihtiyaç duyan uygulamalar için son derece düşük eşikli voltaj transistörleri (eLVT) dahil olmak üzere dört yeni cihaz ekler. yüksek saatlerde çalışın. Örneğin, aşırı hıza sahip N4X uLVT, N4P eLVT ile karşılaştırıldığında aynı hızda %21 daha düşük güç sunarken, OD’de N4X eLVT, N4P eLVT ile karşılaştırıldığında kritik yollar için %6 daha yüksek hız sunar.
| Yeni Proses Teknolojilerinin İlan Edilen PPA İyileştirmeleri Konferans görüşmeleri, etkinlikler, basın brifingleri ve basın bültenleri sırasında duyurulan veriler |
||||||||||
| TSMC | ||||||||||
| N5 vs N7 |
N5P vs N5 |
N5HPC vs N5 |
N4 vs N5 |
N4P vs N5 |
N4P vs N4 |
N4X vs N5 |
N4X vs N4P |
N3 vs N5 |
||
| Güç | -30% | -10% | ? | daha düşük | -22% | – | ? | ? | -25-30% | |
| Verim | +%15 | +%5 | +7% | daha yüksek | +%11 | +%6 | +%15 veya Daha |
+%4 yada daha fazla |
+%10-15 | |
| Mantık Alanı
Kesinti % (Yoğunluk) |
0,55x
-45% (1,8x) |
– |
– |
0,94x
-6% 1,06x |
0,94x
-6% 1,06x |
– |
? |
? |
0,58x
-42% (1,7x) |
|
| Hacim Üretme |
Q2 2020 | 2021 | Q2 2022 | 2022 | 2023 | H2 2022 | H1 2024? |
1. Yarı 2024? | H2 2022 | |
N4X, N4 ve N4P’ye kıyasla önemli performans geliştirmeleri sunarken, aynı SRAM’ı, standart G/Ç’yi ve N4P ile diğer IP’leri kullanmaya devam ederek çip tasarımcılarının tasarımlarını N4X’e kolay ve uygun maliyetli bir şekilde geçirmelerini sağlar. Bu arada, N4X’in N4P ile IP uyumluluğunu göz önünde bulundurarak, N4X’in transistör yoğunluğunun N4P ile aşağı yukarı aynı olmasını beklemek mantıklıdır. Bu teknolojinin odak noktası olsa da, çip tasarımcılarının bu teknolojiyi maksimum transistör yoğunluğu ve küçük çip boyutları yerine olağanüstü performans elde etmek için kullanmalarını bekleyin.
TSMC, N4X’in SPICE modeli performans hedeflerine ulaştığını, böylece müşterilerin bazen gelecek yıl üretime girecek olan HPC tasarımları için teknolojiyi bugün kullanmaya başlayabileceklerini iddia ediyor.
TSMC için N4X önemli bir teknoloji çünkü HPC tasarımlarının önümüzdeki yıllarda şirketin ana gelir artışı itici gücü olması bekleniyor. Sözleşmeli çip üreticisi, 2030’da gelirinin %40’ını HPC’nin oluşturacağını tahmin ediyor, ardından akıllı telefonlar (%30) ve otomotiv (%15) uygulamaları geliyor.
