انٹیل ٹپس 14nm پروسیس ٹیک ، براڈویل مائکرو آرکیٹیکچر

گذشتہ ہفتے انٹیل ڈویلپر فورم میں ، انٹیل انجینئروں کی ایک بڑی تعداد نے کور ایم پروسیسر ، مجموعی طور پر براڈویل مائکرو کارائٹی ٹیکچر ، اور اس کے تحت چلنے والے 14nm عمل کے بارے میں بہت ساری تکنیکی تفصیلات کا انکشاف کیا ہے۔

سینئر پرنسپل انجینئر اور سی پی یو کے چیف آرکیٹیکٹ سرینواس چینوپتی نے بتایا کہ اگرچہ براڈویل انٹیل کے "ٹک / ٹوک" کیڈینس میں "ٹک" ہے (اس کا مطلب یہ ہے کہ یہ بنیادی طور پر ایک سکرین ہے جو 14nm تک ہے) ، براڈویل مائکرو آرکیٹیکچر کو ہاس ویل فن تعمیر سے بڑھا دیا گیا ہے موجودہ 22nm مصنوعات میں استعمال کیا جاتا ہے۔ اگرچہ زیادہ تر پریزنٹیشن کم طاقت والے کور ایم ورژن پر تھی جس کا مقصد گولیاں ، 2-in-1s ، اور بغیر کسی الٹرا بکس کا تھا ، اس نے نوٹ کیا کہ اس فن تعمیر کو زیون سرورز تک گولیاں سے لے کر مصنوعات کی وسیع رینج کی حمایت کرنے کی ضرورت ہے۔

عام طور پر ، انہوں نے کہا کہ ساری فن تعمیر کو بہتر متحرک طاقت اور تھرمل مینجمنٹ کے لئے ڈیزائن کیا گیا ہے ، جس میں سسٹم آن چپ (ایس او سی) بیکار طاقت میں کمی اور ایک متحرک آپریٹنگ رینج میں اضافہ ہوا ہے جس کی مدد سے وہ وسیع تر طاقت میں کام کرسکیں۔ . یہی وجہ ہے کہ کور ایم ورژن ، جو صرف 4.5 واٹ کی کل بجلی کی درجہ بندی تک ترازو کرتا ہے ، فین لیس سسٹم میں کام کرتا ہے۔

اس کا ایک حصہ بنیادی طور پر خود میں بجلی کے بہتر مینیجمنٹ کی وجہ سے ہے ، جیسے کہ یہ مختلف پاور اسٹیٹس کے ساتھ ایڈجسٹ ہوسکتی ہے تاکہ پروسیسر کو زیادہ گرم کیے بغیر جب بھی ضرورت ہو تو اسے "ٹربو بوسٹ" مل سکے اور مکمل طور پر انٹیگریٹڈ وولٹیج مل سکے۔ ریگولیٹر (FIVR) وولٹیج کو اس طرح تبدیل کرنے کے لئے ڈیزائن کیا گیا ہے کہ طلب کی مانیٹر پر نظر رکھتا ہے اور کم واٹج پر بہتر کارکردگی دیتا ہے۔ یہ پورے حل کی بہتر نگرانی کی پیش کش کرتا ہے ، بشمول علیحدہ پلیٹ فارم کنٹرولر حب (PCH) یا چپ سیٹ ، تاکہ PCH متصل مربوط خصوصیات کے ل power بجلی کو تھام سکتا ہے ، تاکہ رابطوں کو سیٹا ڈرائیو جیسی چیزوں کے ل low کم طاقت والی ریاستوں میں جانے دیا جاسکے۔ ، PCI ایکسپریس ، اور USB۔ اور اس میں جلد کا درجہ حرارت کا فعال انتظام ہے ، لہذا چپ خود ہی اس کے درجہ حرارت کی نگرانی کرسکتی ہے اور اسی کے مطابق طاقت کے استعمال کو ایڈجسٹ کرسکتی ہے۔

مائکرو آرکیٹیکچر خود ہی پچھلی ہاسول نسل سے اسی فریکوئنسی میں زیادہ کارکردگی حاصل کرسکتا ہے ، خصوصیت جیسے آؤٹ آف آرڈر شیڈیولر ، ایڈریس کی بہتر پیش گوئی ، اور ویکٹر اور تیرتے نقطہ حساب میں بہتری جیسے خصوصیات کی وجہ سے۔

مجموعی طور پر ، انہوں نے کہا ، جبکہ اس نسل میں ایک ہی تھریڈ ہدایات میں صرف تھوڑا سا اضافہ ہوا تھا ، یہ سب کچھ اس نقطہ میں اضافہ کرتا ہے کہ پچھلے 7 سالوں میں سنگل تھریڈڈ کارکردگی اسی رفتار سے 50 فیصد بڑھ چکی ہے۔

دوسری تبدیلیوں میں کریپٹوگرافی اور سیکیورٹی ، بہتر مانیٹرنگ ، اور ٹرانزیکشنل میموری میموری ایکسٹینشنز (TSX یا ٹرانزیکشنل ہم آہنگی ایکسٹینشن کے نام سے جانا جاتا ہے) اور ورچوئلائزیشن کمانڈز (VT-x) کے لئے نئی ہدایات شامل ہیں جو پچھلی نسل میں تھیں۔

کور M کے ساتھ آنے والا پی سی ایچ چپ سیٹ پی سی ایچ ایل ایل کے نام سے جانا جاتا ہے اور واقعتا یہ 22nm کے عمل پر تیار ہوتا ہے۔ یہ بیکار ہونے پر تقریبا 25 25٪ کم طاقت استعمال کرنے اور فعال طاقت کو تقریبا about 20٪ تک کم کرنے کے لئے ڈیزائن کیا گیا تھا۔ اس میں آڈیو اور پی سی آئی ایکسپریس اسٹوریج میں بہتری بھی شامل ہے۔

مجموعی طور پر ، انہوں نے کہا ، تبدیلیاں روایتی عمل کی پیمائش سے آپ کی توقع کے مقابلے میں دو مرتبہ کمی کو قابل بناتی ہیں ، اس کے ساتھ ساتھ ایک دھاگے میں بہتر ہدایات اور فی گھنٹہ ویکٹر کی کارکردگی بہتر ہوتی ہے۔

پرنسپل انجینئر اور گرافکس آرکیٹیکٹ آدتیہ سرینواس کے مطابق ، گرافکس میں بھی اسی طرح کی بہتری کا اطلاق ہوا ہے۔ یہاں ایک بار پھر ، مقصد کارکردگی / واٹ میں اضافہ جیسے بہتر متحرک طاقت اور رساو کی خصوصیات ، کم وولٹیج آپریشن کے ل for بہتر بنانا تھا۔ اور متحرک طاقت کو کم کرنے کے لئے مائکرو آرکیٹیکچر میں بہتری۔ انہوں نے نوٹ کیا کہ یہ 6 اور 10 واٹ پر بھی کام کرنے کے لئے تیار کیا گیا ہے ، شاید آنے والے نئے ورژن کا اشارہ کریں۔

اصل گرافکس فن تعمیر خود ہی پچھلے ورژن کی طرح دکھائی دیتا ہے ، لیکن کور ایم نفاذ میں استعمال ہونے والا جی ٹی 2 ورژن 20 سے بڑھ کر 24 پر عملدرآمد اکائیوں میں ، 3 "سبسلیس" ، ہر ایک میں 8 یورپی یونین کے ساتھ منظم ہوا ہے۔ (ایک اور گفتگو میں ، کمپیوٹ آرکیٹیکچر پر توجہ مرکوز کرنے والے ایک انٹیل انجینئر نے 12 اور 48 EUs کے ساتھ گرافکس کے ورژن کی مثالیں پیش کیں ، آئندہ ورژن تجویز کرتے ہیں۔)

ایک اہم فرق یہ ہے کہ یہ ورژن ڈائرکٹ ایکس 11.2 کی حمایت کرتا ہے اور یہ DX12 تیار ہے اور اوپن جی ایل 4.3 اور اوپن سی ایل 2.0 کی حمایت کرتا ہے۔ اس کا مطلب یہ ہونا چاہئے کہ تقریبا تمام کھیلوں اور ایپلی کیشنز کو یہاں گرافکس کے ساتھ کام کرنا چاہئے ، اگرچہ ضروری نہیں کہ اسی رفتار کے ساتھ آپ کو کسی گرافکس چپ پر نظر آئے۔ لیکن مجموعی طور پر ، یہ تبدیلیاں کچھ معاملات میں گرافکس کی کارکردگی میں 40 فیصد بہتری کا سبب بن سکتی ہیں ، اس کے مقابلے میں اس سے پہلے کے ہاسول وائے سیریز کے مقابلے میں۔

ایک اور بڑی تبدیلی اوپن سی ایل کے تحت مشترکہ ورچوئل میموری (ایس وی ایم) کی حمایت ہے ، جس سے سی پی یو اور جی پی یو دونوں اجزاء کو کمپیوٹ کے لئے استعمال کیا جاسکتا ہے۔ ایسا لگتا ہے کہ یہ بنیادی طور پر ہیٹروجینیئس سسٹم آرکیٹیکچر (HSA) جیسا ہی تصور ہے ، جیسا کہ AMD اور دیگر لوگوں نے دھکا دیا ہے۔

انٹیل فیلو اور چیف میڈیا آرکیٹیکٹ ہانگ جیانگ کے مطابق ، نئے فن تعمیر میں میڈیا کے افعال میں بھی کچھ بہتری آئی ہے۔ انہوں نے کہا کہ چپ انٹیل کوئیک سنک ویڈیو اور ویڈیو ٹرانسکوڈ جیسی چیزوں کو بہتر ورژن کے ساتھ ، پچھلے ورژن کے مقابلے میں "2x تیز" ہونے کی اجازت دیتی ہے۔ اس کے علاوہ ، اب اسے ویڈیو کے لئے وی پی 8 ڈیکوڈنگ کے ساتھ ساتھ اے وی سی ، وی سی -1 ، ایم پی ای جی 2 ، اور ایم وی سی کے لئے بھی مدد حاصل ہے۔ ویڈیو کانفرنسنگ اور ڈیجیٹل فوٹو گرافی کے لئے جے پی ای جی اور موشن جے پی ای جی ضابطہ بندی۔ اور GPU تیز رفتار HEVC ضابطہ بندی اور 4K 30fps تک انکوڈنگ۔ 4K ویڈیو کی اجازت دینے کے علاوہ ، ان تبدیلیوں کو 25 فیصد لمبے ایچ ڈی ویڈیو پلے بیک کی اجازت دینی چاہئے۔

14nm پروسیس ٹیک

اگرچہ انٹیل نے اس سے پہلے 14nm پروسیس ٹکنالوجی کے بارے میں بہت سی معلومات فراہم کیں ، لیکن ، انٹیل کے سینئر فیلو ، لاجک ٹکنالوجی ڈویلپمنٹ ، مارک بوہر نے نئے عمل میں آگے بڑھا اور مزید معلومات شیئر کیں۔

انہوں نے کہا ، "کم سے کم انٹیل کے لئے ، مور کا قانون جاری ہے ،" انہوں نے ایک سلائڈ ظاہر کرتے ہوئے بتایا کہ انٹیل برسوں سے ہر نسل میں ٹرانجسٹروں کی 0.7x اسکیلنگ کر رہا ہے اور یہ اب بھی جاری ہے۔ (نوٹ کریں کہ اگر یہ دونوں جہتوں میں ترازو جاتا ہے تو ، آپ کو ایک نیا ٹرانجسٹر ملے گا جو پچھلی نسل میں سے ایک کا سائز 50٪ کے قریب تھا ، جو مور کا قانون تکنیکی طور پر پیش گوئی کرتا ہے۔)

انہوں نے اس کے بارے میں بات کی کہ یہ 22nm تعارف کے بعد ، ان کے "ٹرائی گیٹ" ٹرانجسٹروں میں انٹیل کی دوسری نسل کیسی ہے (انٹیل ٹرانجسٹروں کا احاطہ کرنے کے لئے "ٹرائی گیٹ" کی اصطلاح استعمال کرتا ہے جہاں چینل سبسٹریٹ کے اوپر اٹھ کھڑا ہوتا ہے ، جیسے پنکھ ، اور کنٹرول) تینوں اطراف میں سمیٹتے ہیں ، ایک ایسا ڈھانچہ جس کا سب سے زیادہ صنعت "FinFET" ٹرانجسٹروں سے تعبیر ہوتا ہے)۔ انہوں نے نوٹ کیا کہ نئے عمل کی طرف پیش قدمی میں پنکھوں کے درمیان فاصلہ 60nm سے 42nm تک کم ہوتا ہے۔ پنکھوں کی اونچائی دراصل 34nm سے بڑھ کر 42nm ہوگئی۔ (اوپر والی سلائیڈ میں ، "ہائی-کے ڈائی الیکٹرک" پیلے رنگ میں ہے blue نیلے میں دھات کے گیٹ الیکٹروڈ ، ہائی-ک / میٹل گیٹ ڈیزائن انٹیل کا استعمال کرتے ہوئے اپنے 45nm نوڈ کے بعد سے استعمال کررہا ہے۔)

14nm نسل پر ، انہوں نے کہا کہ سب سے چھوٹی تنقیدی جہت ایک ٹری گیٹ فن کی چوڑائی تھی ، جو تقریبا n 8 این ایم تھی ، جبکہ دیگر اہم طول و عرض 10nm سے 42nm تک تھے (فین چوکا کے مرکز کے درمیان فاصلے کے لئے) اگلی فن کی پچ () انہوں نے بتایا کہ ٹرانجسٹر اکثر کثیر فائنس کے ساتھ بنائے جاتے ہیں ، اور فی ٹرانجسٹر پر جرمانے کی تعداد میں کمی کے نتیجے میں کثافت اور کم سندی صلاحیت میں بہتری واقع ہوتی ہے۔

انہوں نے کہا کہ اس نسل میں ، فن کی پچ میں .7x (60 سے 42nm تک) ، گیٹ پچ میں .87x (90 سے 70 این ایم تک) اور انٹرکنیکٹ پچ کو .65x (80 سے 52nm تک) کم ہوا ، تاریخی .7x اوسط کے ارد گرد کل اوسط۔ انہوں نے کہا ، اس کو دیکھنے کا ایک اور طریقہ گیٹ پچ اور دھات کی پچ کو ضرب کرنا تھا ، اور وہاں انہوں نے کہا کہ انٹیل منطقی خطہ اسکیلنگ کے لئے 0.53 پر تھا ، جس کے بارے میں انہوں نے کہا کہ معمول سے بہتر تھا۔ (ایک طرف ہونے کے ناطے ، مجھے اس میں بھی دلچسپی تھی کہ بوہر کی سلائیڈوں نے کور ایم پروسیسر کو اس کے 82 ملی میٹر 2 ڈائی سائز میں 1.9 بلین ٹرانجسٹروں کے ساتھ دکھایا ، جیسا کہ سرکاری آریگرام میں موجود 1.3 بلین کے مقابلے میں Inte انٹیل پی آر نے غلطی کا اعتراف کیا ، اور کہا کہ 1.3 بلین ہے) صحیح اعداد و شمار.)

فی ٹرانجسٹر لاگت کو دیکھتے وقت ، بوہر نے اس بات سے اتفاق کیا کہ اضافی نقاب پوشی کے اقدامات کی وجہ سے فی سلیکن ویفر تیار کردہ قیمت میں اضافہ ہو رہا ہے some کچھ پرتوں کے ساتھ اب ڈبل اور یہاں تک کہ ٹرپل پیٹرننگ کی ضرورت ہوتی ہے۔ لیکن انہوں نے کہا کہ چونکہ 14nm نوڈ عام ایریا پیمانے سے بہتر حاصل کرتا ہے ، لہذا یہ فی ٹرانجسٹر کمی معمول کی قیمت کو برقرار رکھتا ہے۔

درحقیقت ، اس نے چارٹ دکھائے جس میں اشارہ کیا گیا تھا کہ انٹیل توقع کرتا ہے کہ مستقبل میں بھی اس طرح کی کمی برقرار رہے گی۔ اور ، اس نے یہ بحث جاری رکھی کہ تبدیلیاں بھی کم رساو اور اعلی کارکردگی کے نتیجے میں ہیں اور اس طرح فی واٹ کارکردگی بہتر ہوتی ہے ، جس کے بارے میں انہوں نے کہا ہے کہ ہر نسل میں 1.6 ایکس کی سطح پر بہتری آرہی ہے۔

انہوں نے بتایا کہ ہاسول وائے سے کور ایم کی طرف جانے میں ، انٹیل کی موت ہوسکتی تھی جو اس کی خصوصیت سے غیر جانبدار ہوتی ، اس سے پہلے والے چپ کا سائز 0.51x تھا۔ ان میں مزید اضافی خصوصیات کے ساتھ ، انہوں نے کہا ، کور ایم نے ڈائی ایریا اسکیلنگ 0.63x حاصل کی۔

بوہر نے کہا کہ 14Nm اب اوریگون اور ایریزونا میں حجم کی پیداوار میں ہے اور آئندہ سال کے اوائل میں آئرلینڈ میں شروع کیا جائے گا۔ انہوں نے یہ بھی کہا کہ جبکہ انٹیل کے پاس ٹرانجسٹروں کے دو ورژن تھے۔ ہائی وولٹیج اور انتہائی کم رساو۔ اب اس میں اعلی طاقت سے لے کر نیچے والے سرے تک مختلف ٹرانجسٹرز ، آپس میں جڑے ہوئے اسٹیکس وغیرہ کی خصوصیات موجود ہے۔

اس میں سے بیشتر فاؤنڈری کی جگہ پر انٹیل کے دباؤ کا حصہ معلوم ہوتا ہے ، جہاں وہ دوسری کمپنیوں کے لئے چپس بناتا ہے۔ در حقیقت ، فاؤنڈری کاروبار کے جنرل منیجر ، سنت رخی نے بوہر کو متعارف کرایا اور بعد میں انٹیل کی پیش کردہ تمام آپشنوں کو ظاہر کرتے ہوئے اپنی بات کی۔ (اگرچہ انٹیل کے پاس جدید ٹیکنالوجی موجود ہے ، اس میں ٹی ایس ایم سی اور سام سنگ جیسے حریفوں کو کم طاقت والی چپس بنانے کا تجربہ نہیں ہے۔ لہذا یہ 14nm مینوفیکچرنگ میں اپنی برتری پر زور دے رہی ہے۔)

اس کے بعد ، 10nm آتا ہے ، بوہر نے کہا کہ اب "مکمل ترقی کے مرحلے" میں ہے ، اور یہ کہ ان کی "ڈے جاب" 7nm کے عمل پر کام کر رہی ہے۔

انہوں نے کہا کہ وہ اسکیلنگ اور عمل کی روانی میں بہتری لانے کی صلاحیت کے لئے EUV (انتہائی الٹرا وایلیٹ لتھوگرافی) میں بہت دلچسپی رکھتے ہیں لیکن انہوں نے کہا کہ وشوسنییتا اور تیاری کے لحاظ سے یہ بالکل تیار نہیں ہے۔ انہوں نے کہا کہ نہ تو 14nm اور نہ ہی 10nm نوڈس اس ٹکنالوجی کا استعمال کرتے ہیں ، اگرچہ وہ اسے پسند کریں گے۔ انہوں نے کہا کہ انٹیل 7nm کے لئے "اس پر کوئی شرط نہیں لگا رہا تھا" اور اس کے بغیر اس نوڈ پر چپس تیار کرسکتا تھا ، حالانکہ ان کا کہنا ہے کہ یہ EUV کے ساتھ بہتر اور آسان ہوگا۔

بوہر نے کہا کہ 300 ملی میٹر معیار سے 450 ملی میٹر وافر تکمیل ، جو اب پوری انڈسٹری استعمال کرتی ہے ، ہر ٹرانجسٹروں کی لاگت کو کم کرنے میں مددگار ہوگی۔ تاہم ، انہوں نے کہا ، ایک مکمل ٹول سیٹ اور پوری نئی فب تیار کرنے میں بہت لاگت آتی ہے اور اس سب کو انجام دینے کے لئے تعاون کرنے والی کئی بڑی کمپنیوں پر انحصار کرے گا۔ انہوں نے کہا کہ انڈسٹری نے اس کے لئے صحیح وقت پر زیادہ اتفاق نہیں کیا ہے ، لہذا اس سے کئی سال باقی ہیں۔

مجموعی طور پر ، انہوں نے کہا کہ انہوں نے پیمائش کا خاتمہ ابھی نہیں دیکھا ہے اور بتایا ہے کہ انٹیل محققین ٹرانجسٹر ، پیٹرننگ ، انٹرکنیکٹ اور میموری کے مختلف حل تلاش کررہے ہیں۔ انہوں نے کہا کہ III-V آلات (مختلف سیمیکمڈکٹر مواد کا استعمال کرتے ہوئے) اور T-FETs (سرنگ فیلڈ ایفیکٹ ٹرانجسٹر) جیسی چیزوں پر حال ہی میں متعدد دلچسپ تکنیکی دستاویزات موجود ہیں ، اور یہاں "ہمیشہ کچھ دلچسپ" آنے کو ملتا ہے۔