Oznámení nových výrobních procesů je vždycky trošku zrádná věc, protože v jeho okamžiku jsou ještě fyzicky vyrobené čipy třeba rok vzdálené a do jejich skutečné dostupnosti v obchodě to může trvat ještě déle. Většinou tedy taková oznámení svádí k poznámkám o „slibotechnách“. Těm se teď nevyhne GlobalFoundries – firma totiž právě oznámila, že má připraven 7nm výrobní proces 7LP (který je u ní po přeskočení 10nm generace krokem bezprostředně následujícím za 14nm). A sliby, které s ním pojí, jsou docela velkorysé, což je relevantní i pro procesory AMD s architekturou Zen 2, které se právě touto technologií patrně budou vyrábět.
Výroba na 7LP se rozběhne během roku 2018
Technologie 7nm procesu by měla být hotová a v toto chvíli je už připravená na to, aby různí klienti začali připravovat tapeouty a výrobu svých čipů. Nicméně není ještě kompletní v tom smyslu, že by se na ní dalo začít vyrábět s přijatelnou výtěžností. K tomu bude ještě třeba postupné ladění. Ovšem podle GlobalFoundries by údajně první komerční čipy mohly být uvedeny už v první polovině roku 2018 (to by asi byly méně náročné, mobilní SoC), přičemž skutečně masová výroba by se rozproudila postupně během druhé poloviny roku 2018.
Ovšem pojďme raději k tomu, co proces 7LP přinese. Podle tiskové zprávy údajně vývoj dosáhl lepších než plánovaných cílů, takže v porovnání s 14nm FinFETovým procesem má výkon (frekvence) jednotlivých tranzistorů zaznamenat více než 40 % narůst při stejné spotřebě (tato matematika však asi platí hlavně na nižších, optimálních taktech). Proti 14nm procesu má také víc jak dvakrát stoupnout hustota tranzistorů a při stejné frekvenci má spotřeba být nižší o víc jak 60%. Tyto parametry jsou poměrně dobré, ale nenaplňují úplně očekávání spojená s dvojnásobně nižším nominálním „rozměrem“ technologie. Asi nebude úplně od věci vidět v tomto 7nm procesu spíše protivníka 10nm procesu firmy Intel, než jeho zatím vzdálené 7nm technologie.
7nm CPU by mohla mít vysoké takty nad hranicí 4 GHz
Co je pro nás nejzajímavější: tento proces údajně má být vhodný pro vysoce výkonné čipy, o čemž se v případě 14nm procesu spíše pochybovalo. Byl totiž vyvíjen Samsungem, který se soustředí na mobilní procesory a nepotřebuje vysoké takty. Nevíme sice, zda nízký frekvenční strop třeba u Ryzenů (které se příliš nedají přetaktovat nad 4,0 GHz) je skutečně způsoben tímto, nebo i jejich architekturou, nicméně tato potíž zřejmě u prvního FinFETového procesu GlobalFoundries existuje. Proces 7LP by ale mohl být jiný, asi i díky tomu, že již je plodem vývoje bývalé polovodičové divize IBM a má asi sloužit i k výrobě vysoce výkonných procesorů Power.
V prospektu k procesu 7LP se píše, že má být vhodný i na vysoce výkoné čipy pro servery a datacentra – a že má údajně umožnit vyrobit procesory běžící až na 5 GHz. To samozřejmě neznamená, že konkrétní CPU s touto frekvencí bude skutečně vyrobeno, ale třeba takty jádra Zen 2 by díky tomu mohly poskočit alespoň o pár set MHz z dnes dosahovaných 3,6–4,0 GHz. 7nm procesory AMD by díky tomu mohly mít lepší jednovláknový výkon (vyšší turbo, které by třeba mohlo mít méně drastická napájecí napětí – v 14nm Zenech jde jednovláknový boost při 4,0/4,1 GHz skutečně na krev). Zároveň by mohly narůst i základní takty, efektivita při vysokých taktech a také zůstat více prostoru pro přetaktování.
Na 7nm se poprvé objeví extrémní UV záření
Podle GlobalFoundries by běžné napájecí napětí mohlo být až někde u 0,75–0,85 V. Proces používá tranzistory typu FinFET a bude opět typu „bulk“, tedy s běžnými wafery a nikoliv technologií typu SOI (silicon on insulator). Výrobní proces umožní použít až 17 kovových vrstev se spoji, což patrně budou využívat velmi komplexní návrhy procesorů Power. Technologie také počítá s pozdější adaptací na expozici extrémním ultrafialovým zářením (EUV) místo 193nm UV záření. Nebude na ní ale závislá, výroba začne nejdřív konvenčně a EUV bude zakomponováno ex post, až bude připraveno. Tím by pak měla vzniknout zdokonalená verze technologie s lepšími parametry.
Na 7nm proces už je teď přezbrojená továrna Fab 8 ve státě New York (Saratoga County) v USA, jejíž kapacita bude příští léto rozšířena o 20 %. Podle tiskové správy se zdá, že mezi hlavními klienty je potvrzeno AMD i IBM s již zmíněnými procesory Power. Příští rok má ale údajně proběhnout „několik“ tapeoutů, takže by se mezi klienty asi měli zařadit i další hráči. V tiskové zprávě mimochodem také GlobalFoundries uvádí, že současně s rozjezdem 7nm procesu běží i výzkum dalších generací a potvrzuje, že příštím krokem pro něj bude 5nm proces. Ten by údajně už měl být založen na tranzistorech typu GAAFET, které nedávno demonstrovalo IBM.