Globalfoundries förbättrar 12 nanometer – kan användas för framtida AMD Zen

AMD:s senaste processorfamiljer består av flera kretsar, där ena tillverkas på 12 eller 14 nanometer av Globalfoundries. Nu går den senare ut med att 12-nanometerstekniken uppdateras kraftigt.

Tiden av monolitiska kretsar är av allt att döma på väg att vara förbi. Intel är i full gång med att ta fram produkter där kretsar tillverkade på olika tillverkningstekniker kombineras, så kallad chiplet-design, medan AMD redan tagit steget på bred front med senaste Ryzen 3000-serien och serverprocessorerna Epyc "Rome".

EpycRome1.jpg

AMD Epyc "Rome". Åtta chiplet på 7 nanometer av TSMC och en I/O-krets på 14 nanometer av Globalfoundries i mitten.

amd-2.jpg

AMD Ryzen 3000-serien "Matisse". En chiplet på 7 nanometer av TSMC och en I/O-krets på 12 nanometer av Globalfoundries.

AMD:s senaste processorer består av en eller flera chiplet med åtta kärnor Zen 2 som tillverkas på TSMC:s 7-nanometersteknik. Dessa kopplas på en separat krets med minneskontroller och andra I/O-anslutningar, där tillverkningen istället sker på en mer kostnadseffektiv 14- eller 12-nanometersteknik från Globalfoundries.

Nu går Globalfoundries ut med att de uppdaterar sin 12-nanometersteknik, som får det nya namnet 12LP+ istället för dagens 12LP som används av framförallt AMD. Tanken bakom 12LP+ är att den ska erbjuda prestanda och strömförbrukning som liknar en teknik i 7-nanometersklassen, men utan transistortätheten och de höga utvecklingskostnaderna på 7 nanometer.

Globalfoundries 12LP+ bygger vidare på 12LP och erbjuder 20 procent högre prestanda (klockfrekvens) alternativt 40 procent lägre strömförbrukning vid samma klockfrekvens. Därtill ska tekniken erbjuda 15 procent högre transistortäthet ställt mot 12LP.

Andra nyheter som nämns är en ny SRAM-design för cacheminne som kan drivas med en låg spänning på 0,5 V, för mer energieffektiv och snabbare förflyttning av data. Globalfoundries har även utvecklat ett nytt substrat (eng. interposer) som gör det möjligt att koppla på HBM-minne till en kretsdesign på 12LP+.

The rollout of 12LP+ is a result of GF’s strategy to provide clients with differentiated solutions that extend the ability to scale designs with no disruption to work flows very cost-efficiently compared to alternatives. [...] For example, as an advanced 12nm technology, our 12LP+ solution already offers clients a majority of the performance and power advantages they would expect to gain from a 7nm process, but their NRE (non-recurring engineering) costs will average only about half as much, a significant savings. Additionally, because the 12nm node has been running longer and is much more mature, clients will be able to tape-out quickly and take advantage of the growing demand for AI technology.

Trots att det handlar om en vidareutveckling av 12LP är förändringarna så pass stora att 12LP+ sannolikt kräver en hel del utveckling av bolagets kunder. Detta kan jämföra mot övergången till 12 från 14 nanometer, där bolag som AMD med minimala insatser kunde dra nytta den mer avancerade teknikens fördelar. Enligt Globalfoundries ska dock investeringarna vara 50 procent lägre än att ta klivet över till 7 nanometer.

Globalfoundries nya teknik uppges riktas mot moln- och AI-applikationer. Bolaget räknar med att de första provkretsarna är färdiga under 2020 års andra hälft medan volymtillverkning inleds 2021, vilket gör 12LP+ till en möjlig kandidat för en framtida IO-krets som kan paras ihop med arkitekturen Zen 4 som väntas släppas samma år.

Globalfoundries upphör med utvecklingen av 7 nanometer