處理器大廠美商超微(AMD)執行長蘇姿丰(Lisa Su)在美西時間8日正式發表第二代EPYC伺服器處理器,是業界首款採用7奈米打造的伺服器處理器。蘇姿丰表示,超微仍會與台積電等晶圓代工廠合作持續進行製程微縮,摩爾定律仍然有效,只是推進的速度變慢。

蘇姿丰強調,要在製程微縮時獲得效能提升,可以透過創新晶片架構、異質整合平台、小晶片(Chiplet)系統級封裝等創新方法來達到目標。根據超微提供資料,7奈米Zen 2架構每執行緒能較14奈米Zen架構高出32%,其中增加幅度的60%來自於架構創新帶來的每時脈周期(IPC)提升,另外40%則來自於提高運算時脈及採用7奈米製程。

摩爾定律是否已經失效,是近年來半導體產業最常被提及的議題。然而2004年90奈米推出之後,歷經65奈米、45奈米等製程微縮,至2012年的22奈米為止,仍然符合摩爾定律。但22奈米到2015年進入14奈米,至今再進入10奈米或7奈米,摩爾定律的推進已經明顯放慢。

但製程微縮卻讓半導體生產成本大幅增加,以250平方公釐(mm2)的晶片來看每mm2的成本變化,若以45奈米為基準的1,7奈米的每mm2成本已接近增加4倍,而若再微縮進入5奈米,每mm2成本將增加5倍。然而理論上製程微縮應可讓晶片尺寸縮小,但因為功能整合原因,不論是處理器或繪圖晶片,製程持續微縮反而看到晶片尺寸持續變大。

在此一情況下,摩爾定律的推進能夠帶來效益提升自然受到限制。蘇姿丰認為,創新晶片架構、異質整合平台、小晶片系統級封裝等創新方法,就可以在製程微縮情況下,帶來更多的效能提升或是功耗降低。

以超微第二代EPYC伺服器處理器來看,採用Zen 2創新架構並搭配7奈米製程,再以小晶片方式將I/O晶片組等異質晶片整合在同一封裝中,可達到最高64核心的單晶片。至於異質晶片之間則透過Infinity Fabric晶片互連技術及PCIe Gen 4高速匯流排傳輸協定,確保處理器及系統本身可達到更高運算效能目標。

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