CES 2013: ST-Ericsson umí ARM na 2,8 GHz pro telefony, díky výrobě FD-SOI

17. 1. 2013

Jeden z méně známých dodavatelů ARM SoC pro mobilní telefony a tablety, společnost ST-Ericsson, na veletrhu CES 2013 představila velice zajímavou novinku jménem NovaThor L8580. Tento čip totiž se spotřebou přijatelnou i pro mobilní telefon dokáže fungovat na frekvenci přes 2 GHz, na taktech kolem 1 GHz je pak nevídaně úsporný. Sladké tajemství se neskrývá v návrhu čipu (procesorová jádra jsou obyčejná ARM Cortex-A9), nýbrž ve výrobním postupu. ST-Ericsson si takové experimenty na rozdíl od svých konkurentů může dovolit – výrobní kapacity mu totiž poskytuje mateřská firma STMicroelectronics.

Schéma tranzistoru FD-SOI

Ta ve své továrně v Crolles (nedaleko Grenoblu) nasadila 28nm výrobní postup s technologií FD-SOI (Fully Depleted Silicon on Insulator). Podobně jako AMD, které využívá SOI pro výrobu procesorů, i STMicroelectronics je zde závislá na dodávkách waferů od Soitecu; ty jsou podle SemiAccurate o 12 % dražší, než ty obyčejné pro 28nm bulk proces. Celý výrobní postup je ale kratší o 15 % kroků, takže ve výsledku vyjde cena přibližně nastejno s bulk postupem, přičemž výtěžnost a dosažitelný výkon jsou vyšší.

Jelikož NovaThor L8580 je až na výrobní postup identický se starším L8540 vyráběným 28nm bulk technologií (čipy jsou i pinově kompatibilní), lze přínos FD-SOI snadno vyčíslit. NovaThor L8540 oficiálně může pracovat až na 1,85 GHz. Novinka slibuje:

buď o 35 % vyšší takt (2,5 GHz) s papírově stejnou a reálně nepatrně nižší spotřebou,
nebo o 25 % nižší spotřebu na stejné frekvenci (1,85 GHz),
nebo o 50 % nižší spotřebu, kdyby oba čipy běžely na 800 MHz (na 1 GHz totiž novému čipu stačí napětí pouhých 0,65 V).

Taktéž grafické jádro PowerVR SGX544 může buď ušetřit 20 % energie při stejném výkonu, nebo nabídnout při stejné spotřebě o 20 % vyšší výkon. Z FD-SOI profitují všechny části čipu, včetně integrovaného modemu pro GSM sítě. Během hovoru na síti LTE prý NovaThor L8580 spotřebuje o 12 % méně energie než jeho předchůdce.

ST-Ericsson bude NovaThor L8580 nabízet s oficiální frekvencí maximálně 2,5 GHz. Na CESu ale společnost vystavovala vývojářský prototyp telefonu, kde čip pracoval bez obtíží na 2,8 GHz.

Pro úplnost přikládám ještě blokový diagram. Pod marketingovým názvem eQuad se překvapivě skrývají dvě procesorová jádra, každé s jednotkou NEON. Proč přesně se ST-Ericsson rozhodl pro toto matoucí pojmenování, netušíme. Jak již bylo řečeno, jádra jsou Cortex-A9 od ARM Holdings. Ta sice nedosahují takového výkonu na takt jako Cortex-A15 (který se ale kvůli své žravosti nikde v telefonech nepoužívá) nebo Qualcomm Krait, jeho dosud nejrychlejší implementace ale běží na 1,7 GHz. NovaThor L8580 bude díky vysokému taktu bezpochyby zdatným soupeřem pro dvoujádrové Snapdragony S4.

Ještě by to chtělo nějaké ty obchodní úspěchy, kterých má ST-Ericsson zatím o poznání méně než Qualcomm, Nvidia nebo Samsung. Přestože koncem roku 2011 se společnost chlubila kšeftem s Nokií, co je nám známo, zatím žádná Lumia s čipem NovaThor na trhu není.

A jedna perlička na závěr: FD-SOI do budoucna nebude pouze výsadou STMicroelectronics, na základně již dříve zveřejněné dohody má být technologie implementována i u Globalfoundries, a to pro 28nm a 20nm postupy.

Zdroj: SemiAccurate