Under de senaste årens kontrovers och Intels försenade tillverkningstekniker har en debatt runt vad som egentligen definierar en tillverkningsteknik blossat upp. Vad innebär egentligen 14 nanometer hos Intel ställt mot 7 eller 5 nanometer hos TSMC eller Samsung? Just denna fråga tacklar processorprofilen Roman "der8auer" Hartung i den självbetitlade Youtube-kanalen.
Ansatsen för att granska skillnaderna mellan Intels 14 nanometer (+++) och TSMC:s 7 nanometer är onekligen mycket gedigen och innefattar avancerade instrument och många timmars arbete. Processorerna som utgör testbädd för undersökningen är Intel Core i9-10900K och AMD:s Ryzen 9 3950X representerar TSMC:s 7 nanometer. Att granska strukturer på nanometernivå kräver sina instrument, och der8auer tar ett svepelektronmikroskop (SEM) till hjälp för uppgiften.
För att kunna beskåda de 3D-strukturerade transistorerna skär han i processorkretsen med en metod där joniserad gas karvar ut en mikroskopiskt tunn skiva (lamell) vars längd är blott 100 mikrometer, eller 0,1 millimeter. När skivan väl skurits ut monteras denna försiktigt på en hållare via platinamaterial, och ström leds genom transistorerna.
Granskningen visar att transistorernas grindlängd i Intel Core i9-10900K är cirka 24 nanometer, ställt mot 21,4 nanometers för TSMC:s 7-nanometersteknik. Han konstaterar vidare att TSMC:s transistorer är tätare strukturerade och mindre än Intels, men att det inte handlar om en halvering. Detta till trots påpekar der8auer också att företagen inte ljuger då en transistors storlek beror på många parametrar.
En 3D-struktur har också mer än en dimension, vilket ytterligare ökar antalet parametrar som behöver jämföras. Att bedöma en teknik efter bara en parameter som exempelvis grindlängd ser han därför som "korkat". Åsikten syftar på att jämförelsen en gång i tiden byggde på grindarnas längd, och då de var strukturerade i en dimension var de då direkt jämförbara. Med 3D-transistorer med FinFET-teknik och nyare varianter som GaaFET är det inte längre relevant att jämföra på detta sätt.
Intels 14-nanometsteknik med FinFET-transistorer blev startskottet på den stökiga jämförelsen, då tillverkningstekniken inte längre motsvarade längden på transistorgrinden. Kontentan är att tillverkningsteknikerna numera bara är ett namn på företagets lösning, och enligt "der8auer" skulle kommande lösningar från företagen lika gärna kunna kallas "Intel Blåbär 5" eller "AMD Jordgubbe 3".
Som exempel anges bland annat Samsung som med företagets användning av FinFET-transistorer i 20-nanometerstekniken bytte namn till 14 nanometer, trots att endast transistortyp skiljde sig åt mellan de två. Istället använder tillverkarna en ökad transistordensitet som mätvärde för när en tillverkningsteknik ska få ett nytt namn, där exempelvis strukturen och densiteten i Intels revisioner av 14-nanometerstekniken inte varit stora nog för att den ska få ett nytt namn.
Att det är så många faktorer som definierar hur en tillverkningsteknik fungerar och är strukturerad gör också att kapacitet för klockfrekvenser och energieffektivitet inte är direkt jämförbara mellan två företags olika tillverkningstekniker. I sin slutsats konstaterar "der8auer" också att extern observation inte kan avgöra om Intels 10 nanometer motsvarar samma ökning i densitet som tidigare krympningar, då det inte är känt vilken teknik som agerade utgångspunkt för bolagets lösning.
Det går inte heller att jämföra transistormängden i bolagens produkter då det beror på hur transistorerna används i processorn. En processor med väldigt stora cacheutrymmen packar exempelvis transistorer mycket tätare än när de används för andra delar av processorns logik. Med detta i åtanke konstaterar "der8auer" att siffran i en tillverkningsteknik inte säger något, och att konsumenter istället ska titta på hur processorerna presterar i praktiken.
Har AMD:s "övertag" i tillverkningsteknik spelat roll i ditt val av processor? Och skulle du hellre se att företagen döper om kommande tillverkningstekniker till "Intel Blåbär 5" och "AMD Jordgubbe 3"?
