Intel detaljno objašnjava kako će raditi njegova sledeća generacija 18A procesora

Intel se sprema da iz temelja preokrene industriju poluprovodnika uvodeći PowerVia, inovativnu tehnologiju napajanja čipova koji menja način na koji se čipovi proizvode i testiraju. Ovaj pristup, je rezultat više od deset godina istraživanja i razvoja i uklanja klasične prepreke koje su ometale dalji napredak u miniaturizaciji i efikasnosti čipova. 

Do sada su se procesori gradili slojevito, kao kada pravite pizzu, sloj po sloj. Prvo bi se formirali najmanji tranzistori, a zatim bi se dodavali slojevi sve većih žica koje ih povezuju, uključujući i one koje obezbeđuju napajanje energijom neophodnom za njihov pravilan rad.

Po završetku izrade, čip bi se okrenuo naopačke i potom zatvoren u pakovanje koje omogućava povezivanje putem nožica sa ostatkom računarskog sistema. Međutim, kako su čipovi postajali manji i gušće pakovani tranzistorima, problem upravljanja električnim napajanjem i međusobnog povezivanja komponenti postao je kritičan. 

Ben Sel, potpredsednik razvoja tehnologije u Intelu, objašnjava: 

„Nekada smo napajanje posmatrali kao sporedni aspekt dizajna, ali sada ono ima ogroman uticaj na performanse i energetsku efikasnost čipa.“ 

Intel PowerVia donosi radikalnu promenu – umesto da napajanje prolazi kroz slojeve interkonekcija, sada se premešta na zadnju stranu čipa, čime se oslobađa prostor za brže i efikasnije povezivanje tranzistora. 

Kako funkcioniše PowerVia?

Intelova inovacija u proizvodnji podrazumeva potpuno novi dvostrani pristup u proizvodnji čipova: 

1. Prvo se ugrađuju tranzistori, kao i ranije. 
2. Zatim se dodaju slojevi interkonekcija između njih da bi čip funkcionisao kao skladna celina – ali bez linija za napajanje, koje se sada premeštaju na zadnju stranu. 
3. Silicijumski kolač (wafer – poluprovodnički materijal) se zatim okreće i uklanja se višak silicijuma, otkrivajući sloj na koji se povezuju provodnici za napajanje energijom.

Po prvi put u istoriji, čipovi se prave sa obe strane, a ne samo slojevito odozdo nagore. Ovaj proces omogućava mnogo direktniji i efikasniji prenos energije do tranzistora, bez nepotrebnih gubitaka i komplikacija. 

Intel

Prednosti nove arhitekture – brži i efikasniji čipovi 

Intel tvrdi da su koristi od primene ove tehnologije veće od dodatne složenosti u procesu proizvodnje.

– Oslobađa dodatni prostor – kod klasičnog dizajna je do 20% površine čipa otpadalo na provodnike napajanja, dok PowerVia potpuno uklanja ovo ograničenje i omogućava bolje raspoređene interkonekcije. 

– Manji troškovi – Uprkos složenosti, nova metoda pojednostavljuje najizazovniji deo proizvodnje, čineći celokupan proces jeftinijim od tradicionalnog pristupa. 

– Bolje performanse i energetska efikasnost – test čip nazvan „Blue Sky Creek“, zasnovan na Intelovom E-core dizajnu iz Meteor Lake arhitekture, pokazao je da novi dizajn omogućava: 

• >5% veće radne frekvencije 
• >90% povećanu gustinu pakovanja ćelija sa tranzistorima 
• povećanu efikasnost prenosa signala i energije

Za krajnje korisnike, ovo znači da će budući Intel procesori raditi brže i trošiti manje energije, povećanje performansi uz optimizaciju potrošnje. 

Kako su testirali PowerVia? 

Jedan od najvećih izazova uvođenja PowerVia bila je potpuno nova metodologija testiranja ispravnosti čipova. Dosadašnje tehnike oslanjale su se na direktan pristup tranzistorima, koji su sada „zapečaćeni“ između slojeva. Intel je morao da razvije nove metode dijagnostike, kako bi osigurao da čipovi rade ispravno.

Da bi dodatno potvrdili ispravnost dizajna, Intelovi inženjeri su namerno ubacili skrivene greške u čip, ne obavestivši tim za validaciju. Rezultat? Sve greške su uspešno otkrivene, što znači da novi sistem testiranja funkcioniše besprekorno. 

Uz PowerVia, Intel 18A uvodi još jednu veliku inovaciju – RibbonFET tranzistore (novi dizajn tranzistora sa „gate-all-around“ tehnologijom), koji dodatno smanjuju potrošnju i povećavaju performanse. 

Prema analizama tržišta, Intel će sa PowerVia biti najmanje dve godine ispred konkurencije. TSMC je tek u fazi razvoja sopstvene varijante „backside power“ tehnologije, ali se ne očekuje da će ih implementirati pre 2026. godine.

Ovo znači da će Intel imati značajnu prednost u efikasnosti i performansama koji bi pomogao povratak kompanije iz krize. Međutim, Intel kasni u realizaciji svojih planova i obećanja oko godinu dana u ovom trenutku i videćemo da li će uspeti. Ipak, bilo bi krajnje neozbiljno prerano otpisati i potceniti kompaniju sa ovolikim iskustvom i potencijalom u industriji poluprovodnika.