V lednu byla v Intelu oznámená změna v nejvyšším vedení a na post CEO pak o měsíc později nastoupil Pat Gelsinger, který má v této firmě bohaté inženýrské kořeny. Očekává se od něj hodně a doufá se, že po období, kdy se Intelu leccos nedařilo, se mu podaří přehodit výhybku zpátky na vítěznou kolej.
To si nepochybně vyžádá nějaké změny a nové vize, a ty Intel (a Gelsinger) teď představil během prezentace Intel Unleashed. Díky tomu jsme se dozvěděli hodně informací o budoucích plánech a také budoucích procesorech, přičemž ale firma poctivě říká, že ono vítězství, o které usiluje, bude úkolem na nějaké tři, čtyři roky. Nejdřív se v tomto článku budeme věnovat plánům okolo továren a výrobních procesů, což je nakonec ústřední problém Intelu posledních pět let, a poté na novinky ohledně samotných procesorů (druhá strana článku).
Jak to bude s továrnami?
První zprávou z tohoto balíku je další potvrzení, že se Intel ani pod novým vedením nechystá zrušit svoje továrny. V poslední době měl Intel problémy s rozjetím 10nm procesu a viditelně nedokázal držet krok s technologickým rozvojem u konkurentů (Samsung a TSMC již vyrábějí 5nm čipy, zatímco snad srovnatelný 7nm proces Intelu má zpoždění a je ještě až dva roky vzdálený). Ozývaly se proto hlasy říkající, že by měl nebo bude muset přejít z modelu, kdy sám provozuje vlastní továrny a sám si vyvíjí technologii, také přejít na „fabless“ model, s nímž operuje Nvidia, AMD nebo Apple. Tedy model, kdy firma jen vyvíjí návrh a křemík za ní vyrábí specializovaný zakázkový dodavatel, tzv. „Foundry“ (tak se označují nezávislé továrny vyrábějící na zakázku čipy pro klienty).
Na druhou stranu ale při velikosti Intelu mají vlastní továrny potenciál ke značným úsporám, pokud fungují. Firma by nebyla zranitelná v obdobích, kdy jsou zakázkové továrny jako TSMC plné, a na trhu chybí kapacity. Ovšem teď je to za cenu toho, že konkurence jako AMD nebo i Apple má přístup k lepšímu výrobnímu procesu.
Intel má dvě možnosti – jednak fabless model, kdy by postupně přesouval nejkritičtější produkty do outsourcingu, nebo šlápnou na plyn a zvýší investice do továren tak, aby dohnaly deficit a dotáhly se na úroveň TSMC a Samsungu. Vedení Intelu si zvolilo tuto ambicióznější cestu, ale současně zdá se paralelně bude prošlapávat i tu první, takže ač hlavní zpráva je, že si Intel továrny ponechává, zůstává zde i prostor pro opačnou trajektorii.
CEO Pat Gelsinger prezentuje plány firmy během akce Intel Unleashed (Zdroj: Intel)Nové továrny a investice
Ona hlavní strategie, na kterou Intel sází (protože dlouhodobě je přínosnější), bude pozvednutí vlastní výrobní divize. Jednak to bude obnášet investice do nových továren – Intel oznámil, že postaví dvě nové výrobní linky pro pokročilé procesy s EUV v arizonském Chandleru s celkovou cenou 20 miliard dolarů. Tyto továrny mají začít vyrábět v roce 2024.
Jde ale jen o začátek, expanze by měla pokračovat i v budoucnu a další nové továrny či provozy by prý měly být oznámené do roka. Snad by něco mohlo vyrůst i v rámci EU.
Intel potřebuje kromě samotné kapacity továren také špičkovou technologii. TSMC zdá se předběhlo Intel mimo jiné díky ekonomické škále. To, že se u něj vyrábějí mobilní SoC včetně těch od Apple, znamená, že přes TSMC teče obrovské množství peněz a zároveň obrovské měřítko, v němž se tyto čipy vyrábějí, dodává firmě velké množství zkušeností a technického poznání. Tato ekonomická dynamika převážila objem výroby čipů v Intelu a objem peněz, který proteče přes jeho továrny, a díky tomu TSMC překonalo Intel i technologicky.
S tím, že objem výroby ostatních firem, které se sešly u TSMC, je větší, Intel nemůže nic dělat a není reálné, aby se snažil přerůst celý zbytek průmyslu. Ale pokud se Intel chce TSMC v tomto vyrovnat, je zde jiná cesta: přijmout jeho obchodní model a také poskytovat výrobu čipů pro externí zákazníky, kteří tak svým objemem výroby pomohou zvětšit objem výroby v továrnách Intelu a přispějí na vývoj.
Intel Foundry Services: konkurence pro TSMC a Samsung
Intel si tohoto je určitě dobře vědom, protože tuto strategii už jednou zkoušel. Ovšem tehdy pokus neúspěšně vyšuměl do ztracena. Současné vedení (a možná i to předchozí přechodné za Roberta Swana) ale asi cítí, že toto byla chyba a že pro Intel je otevření jeho vlastních továren kritické pro další rozvoj a rozmach. Intel se tedy do foundry byznysu pouští znovu a tentokrát doufejme s lepší přípravou a formou.
Intel Foundry Services bude poskytovat služby zakázkové výroby čipů po vzoru TSMC (Zdroj: Intel)Pod značkou Intel Foundry Services teď tedy opět bude nabízet své výrobní procesy (asi včetně těch nejpokročilejších) ostatním firmám. V minulosti tomuto bránilo, že procesy i softwarové nástroje byly hodně uzpůsobené pro potřeby firmy. Nyní bude Intel spolupracovat s vývojáři nástrojů EDA pro vývoj čipů jako jsou Cadence a Synopsys, aby návrháři čipů mohli křemík určený k výrobě v Intelu tvořit standardními postupy se standardním licencovatelným IP.
Bezpečný dodavatel technologií pro USA a EU
Na tomto kroku je jinak potenciálně zajímavá jedna další věc: Intel specificky uvádí, že tyto služby bude provozovat v Evropě (EU) a USA. Pokud uspěje, získaly by západní země lokální zdroj pokročilých čipů, který by byl ze strategického hlediska bezpečnější, než spoléhání se na dosavadní lídry Samsung a TSMC, kteří sídlí ve východní Asii a TSMC speciálně na komunistickou Čínou trvale ohrožovaném Tchajwanu.
Foundry Services budou separátní obchodní divizí podřazenou jen pod samotný CEO Intelu a má být zaměřená čistě na uspokojení potřeb externích klientů – tj. bude snaha, aby i firmy konkurující produktům Intelu mohly očekávat rovné zacházení a žádné umělé překážky. Toto ale samozřejmě bude záviset na disciplíně této divize, Intel si bude muset hlídat, aby zde nepodléhal nějakým pokušením,
Licencování x86 „cizím“ firmám?
Intel navíc uvádí, že zákazníci mohou v jeho továrnách vyrábět i třeba procesory ARM, RISC-V, nebo dokonce x86. Vypadá to, že v nějaké spolupráci a licencování s Intelem dokonce bude možné takto vyrábět (možná v semi-custom modelu, jaký má AMD) čipy obsahující procesorová jádra architektury x86 či další technologie, které teď Intel chová jako exkluzivitu: jeho grafická jádra, multimediální bloky a podobně.
Toto by teoreticky mohlo eventuálně vést k rozvolnění duopolu, který fakticky má Intel s AMD nad architekturou x86, ale zatím bychom asi neměli předbíhat, je logické, že Intel nebude chtít otěže povolit natolik, aby na tom tratil, takže zde asi mohou být určitá omezení.
Nezbytný krok?
Tento způsob expanze je pro Intel asi skutečně nezbytný, pokud chce držet krok v nejpokročilejších technologiích. Potřebné investice a náročnost totiž stále stoupají s každou generací, takže v závodě mohou vydržet jen hráči s masovým měřítkem výroby, v kterém se rostoucí počáteční investice mohou rozpustit. Intel tedy musí kapacity a objem výroby pořád zvyšovat stejně jako TSMC, aby v tomto tempu vydržel.
Kritické ovšem bude, aby firma pro Foundry Services získala klienty, kteří toto umožní. Toto bude asi největší výzva. Přechod na odlišnou technologii je bariéra a nějaká parita v dostupnosti EDA nástrojů a standardizovaného IP asi nenastane ihned, takže návrh čipu pro továrnu Intelu bude ze začátku obtížnější.
Partneři či klienti Intel Foundry Services (Zdroj: Intel)Druhý velký problém je, že Intel už v minulosti selhal: první pokus o Foundry služby údajně masivně poškodil klienty, kteří se spolehli na služby Intelu, když 10nm proces nefungoval jak měl a nabral několikaleté zpoždění. Zcela kvůli Intelu prý takto selhala snaha LG o výrobu vlastních procesorů a těžce byl prý poškozen také Ericsson, který chtěl u Intelu vyrábět čipy pro 5G infrastrukturu a 10nm katastrofa mu zabila chystané produkty (možná, že by měl dnes proti Huawei lepší pozice…). Kvůli tomuto asi bude Intelu trvat, než si vybuduje důvěru, a ze začátku k němu asi firmy mohou umisťovat jen malé zakázky na zkoušku. A také asi bude muset lákat nízkou cenou, takže ze začátku bude tento plán asi investicí s dlouhou návratností.
Spojení vývojových sil s IBM
Aby Intel posílil vedle ekonomické také tu technologickou stránku své výroby čipů, uzavřel partnerství na vývoji pokročilých procesů s IBM. To je docela zajímavá věc, protože IBM historicky bylo jeho oponentem, patřilo do aliance Motoroly, AMD (později GlobalFoundries) a Samsungu. Z tohoto klubu ale postupně jednotliví hráči odpadávali, IBM své továrny prodalo GlobalFoundries, ale to se přeorientovalo na speciální a úsporné technologie. Nakonec z této linie zbývá už jen Samsung, u nějž také teď má IBM vyrábět procesory Power10.
Pokud ale teď IBM výsledky svého základního výzkumu, dál probíhajícího i po prodeji samotné výrobní divize, bude sdílet s Intelem, je možné, že spolupráci se Samsungem nakonec ukončí a IBM přesune výrobu svých procesorů do Intel Foundry Services. To by možná mohlo mít i politické a bezpečnostní výhody, kdy by u procesorů mohlo garantovat výrobu na území USA. Skalní fandové Power/PowerPC ještě z éry Apple Maců, stále cítící nevraživost vůči Intelu, ovšem budou trošku vytrolleni.
CEO Pat Gelsinger prezentuje plány firmy během akce Intel Unleashed (Zdroj: Intel)Druhá strana mince: použití externích továren pro ústřední produkty
Zajímavé ale je, že paralelně s tímto programem na posílení vlastních továren Intel také potvrdil to, že vlastní produkty bude častěji vyrábět u externích firem (zmínil dokonce čtyři, TSMC, Samsung, UMC i GlobalFoundries…). To je v rozporu se snahou získat co nejvíce práce pro vlastní továrny.
Jak jsme nedávno psali v tomto článku, Intel je už teď docela velký klient TSMC, letos představoval 6 % jeho tržeb. Objem výroby u externích továren má ale teď podle Intelu ještě narůst. Cíl je větší flexibilita, snížení nákladů, ale také lepší schopnost uspokojovat náhle zvýšenou poptávku.
Podíly jednotlivých velkých zákazníků na tržbách TSMC (Zdroj: Seeking Alpha/The Information)Tip: Kdo jsou největší zákazníci TSMC a kdo má větší váhu? Apple × AMD × Nvidia… a Intel
Ovšem doteď se u TSMC vyráběly jen méně důležité doplňkové produkty, ne přímo samotné procesory. Teď to vypadá, že tato bariéra padne. U TSMC mají být vyráběná herní GPU Xe HPG a nyní Gelsinger sdělil, že v budoucnu bude Intel takto mimo své továrny vyrábět i produkty „na špici výpočetního výkonu“ pro klientský i serverový sektor. Toto by mohlo znamenat, že jednoho dne by naopak mohl Intel vyrábět u sebe to méně důležité a nejnovější a nejvýkonnější CPU by spoléhala na pokroky cizí technologie.
Intel si ponechává volné obě možnosti
Ač tedy Intel nyní znovu sdělil, že věří vlastním továrnám, bude dobré tuto oblast bedlivě sledovat, protože v pozadí může možná jako záloha existovat i druhá strategie.
Intel by si tímto totiž mohl tvořit půdu pro to, že by rezignoval na nejnovější technologii, jako to udělalo třeba UMC a později GlobalFoundries. Nejnovější technologie by přenechal TSMC a Samsungu a čipy, u nichž by byla potřeba prvotřídní hustota tranzistorů a energetická efektivita, vyráběl externě. Své vlastní továrny by přeorientoval na starší nebo specializované procesy a na levnou výrobu všeho ostatního – pro tyto starší linky je stále spousta práce.
Otevření továren Intelu pro externí zákazníky by právě umožnilo postupně je přeorientovávat na poptávku po starších procesích a levnější výrobě (kterou by pořád mohl využívat i Intel) a pokud by se podařilo tento byznys etablovat ve velkém měřítku, mohl by ho Intel vyčlenit do samostatné firmy a zbavit se ho. To by teď, když jde o továrny orientující se na špičkové procesy, ale nepříliš úspěšné v tomto snažení, tak snadné nebylo, ale pokud by továrny měly další zákazníky, které by jim stačily k životu, nebyl by už Intel zavázán k tomu, je používat, když TSMC má technologii lepší.
Doufejme ale, že tato záložní strategie nebude potřeba a ve skutečnosti se Intelu podaří udržet i ty špičkové výrobní procesy, nebo v nich aspoň nebude příliš daleko od TSMC a Samsungu. Jak jsme totiž říkali, už když přišly zprávy o tom, že ze soutěže odpadá GlobalFoundries, postupná eliminace těchto špičkových technologických hráčů je problém – mizí konkurence a celý průmysl se stává závislým na čím dál menším počtu firem. Proto by bylo dobré, pokud by Intel Foundry Services dlouhodobě prosperovaly a staly se třetím rovnocenným hráčem na tomto poli.
Článek pokračuje na další straně informacemi o budoucích procesorech Intel, zejména prvních 7nm (a čipletových CPU) Meteor Lake.
Galerie: CEO Pat Gelsinger prezentuje plány firmy během akce Intel Unleashed
7nm procesory budou čipletové jako u AMD, v roce 2023
Tolik tedy k továrnám. Z pohledu samotných procesorů jsou pro nás teď nejdůležitější zprávy o roadmapě a o 7nm čipech. Intel opět potvrdil, že prvním 7nm produktem bude speciální GPU akcelerátor Ponte Vecchio, který ale nepůjde na běžný trh, je určený do exascale superpočítače Aurora. Ponte Vecchio jsme nedávno viděli na fotce, podle nových informací je složené ze 47 různých čipů (16 výpočetních čipletů, 8 čipů Rambo Cache, dva základní čiplety, dva čiplety Xe Link, 8 pamětí typu HBM a 11 propojujících můstků EMIB) a má přes 100 miliard tranzistorů.
Tip: Architektura GPU Ponte Vecchio: 7nm, CXL, čiplety a Foveros pro superpočítače
Galerie: GPU Ponte Vecchio složené ze 47 čipletů
Pro nás jsou ale důležitější 7nm procesory, které mají označení Meteor Lake. Gelsinger potvrdil, že tato CPU přijdou na trh až v roce 2023. Takže je asi již definitivní, že to bude až 14. generace procesorů Core. Mezi 10nm Alder Lake, které vyjde na konci letošního roku jako 12. generace, tedy bude jako 13. generace vydaný ještě jeden 10nm refresh – patrně 10nm procesory Raptor Lake, o kterých jsme nedávno zprostředkovávali uniklé informace (tyto procesory zatím Intel nepotvrdil).
O té 14. generaci (první na 7 nm) je toho zatím známo málo – máme nepotvrzené úniky, podle kterých by architektura CPU pořád měla vycházet z Alder Lake/Golden Cove (a nová prý bude až v následujícím Lunar Lake v roce 2024). Ale toto zatím nebylo potvrzeno.
Gelsinger ale prozradil, že Meteor Lake bude mít jinou novinku: budou to čipletové procesory, kde „výpočetní část“, tedy jádra CPU a možná i GPU, bude na samostatném kousku křemíku, ale I/O a podobné funkce budou zvlášť na čipu zřejmě vyráběném starším procesem, který se pro tyto role více hodí. Přesně takto to má AMD a je možné, že Meteor Lake díky tomu také bude moci existovat ve verzích s různými počty CPU čipletů – a díky tomu bude moci mít v nejvýkonnějších modelech více jader. Rozdíl ale je v tom, že Meteor Lake bude používat pokročilejší 3D pouzdření Foveros, kdy IO čiplet asi bude pod CPU čiplety a negativní dopady na spotřebu by mohly být nižší, stejně jako dopady na latence při komunikaci.
CPU čiplet pro Meteor Lake je již prý téměř hotový a měl by být dokončen v druhém čtvrtletí roku 2021. Ovšem jak již bylo řečeno, vydání tyto procesory stihnou až v roce 2023.
Stav vývoje 7nm procesu je také údajně výrazně lepší. Gelsinger uvádí, že ze začátku firma nechtěla u tohoto procesu v takové míře používat expozici EUV, která ještě před pár lety byla nevyzkoušenou novinkou. Ale teď údajně Intel technologii 7nm procesu na jednu stranu zjednodušil, ale na druhou stranu v ní rozšířil použití EUV o 100 %, což by mělo znamenat, že se touto metodou bude exponovat více vrstev/kroků při výrobě čipu. Díky tomu by měly mít čipy lepší vlastnosti (frekvence, efektivitu, hustotu), i když se tím asi Intelu trošku zhorší náklady.
Přechod na 10nm proces konečně po letech skutečností
Mimochodem, Gelsinger také potvrdil, že 10nm procesory Alder Lake vyjdou ještě letos, a dokonce zmínil, že „pro desktop a poté pro notebooky“, takže by dokonce tentokrát mohla desktopová verze vyjít dříve (i když se proslýchá, že to stejně bude až koncem roku).
Intelu se ale už zdá se konečně daří přejít na 10nm proces a nechat 14nm éru za sebou: v druhé polovině roku už prý přes polovinu procesorů pro desktopy a notebooky budou tvořit ty 10nm. Gelsinger se také pochlubil, že Intel už prodal výrobcům notebooků 30 milionů čipů Tiger Lake.
CEO Pat Gelsinger prezentuje plány firmy během akce Intel Unleashed (Zdroj: Intel)Na začátku dubna také konečně budou vydané 10nm procesory Xeony (Ice Lake-SP). Další generace Sapphire Rapids bude patrně v masovém měřítku uvedena příští rok – výroba má začít v posledních týdnech letoška a rozjede se více po jeho konci.
CEO Pat Gelsinger prezentuje plány firmy během akce Intel Unleashed (Zdroj: Intel)Následující generace Xeonů Granite Rapids má přijít v roce 2023 a bude používat čiplety, patrně 7nm. Teoreticky by to dokonce možná Intel mohl dělat jako AMD a použít v těchto procesorech stejné čiplety jako v desktopové verzi Meteor Lake. Ale při větší velikosti a tržním podílu Intelu by asi mohlo jít i o separátní pro servery optimalizovaný návrh.
Cíl: být nejlepší ve všem, co Intel dělá...
Pat Gelsinger během této možná by se dalo říct inaugurační prezentace vytyčil motto, ke kterému by chtěl Intel vést: aby firma byla bez diskusí nejlepší ve všech věcech, kterými se zabývá – tedy procesorech, výrobních technologiích a samozřejmě se stejnou ambicí také v trzích, do kterých nově vstupuje, jako je AI nebo GPU.
CEO Pat Gelsinger prezentuje plány firmy během akce Intel Unleashed (Zdroj: Intel)Toto je samozřejmě ideál, který se může, ale nemusí (zejména pokud bychom bazírovali na tom „ve všech oblastech“) splnit. Jde samozřejmě o dlouhodobý cíl, který třeba v případě výrobního procesu bude potřebovat hodně dohánění. V tomto je také Gelsinger otevřený a uvádí, že posilování, o které se bude snažit, si vezeme čas a pokud se dostaví úspěch, bude to třeba v roce 2024 nebo 2025.
Například produkty pro léta 2021 až 2023 jsou nyní, v momentě, kde jako CEO nastupuje, v podstatě hotové a není na nich už co měnit – i ty první 7nm procesory s čiplety tedy budou dílo Swanovského Intelu před Gelsingerem. Až potom se víc ukáže, co do procesorů vneslo nové vedení. Nedivte se tedy, že se nestanou nějaké zázraky přes noc.
