کالبدشکافی Panther Lake؛ فناوری 18A اینتل به چگالی N3E نزدیک شده است
بررسی موشکافانه تراشه Core Ultra 7 365 با نام Panther Lake نشان میدهد Intel با فناوری ساخت 18A توانسته RibbonFET و PowerVia را همزمان وارد یک پردازنده تجاری کند؛ بااینحال این دستاورد هنوز به معنای برتری ساختاری Intel بر TSMC نیست. طبق تحلیل SemiAnalysis، چگالی منطق 18A تقریباً با N3E شرکت TSMC برابری میکند و از نظر تراکم، پشت سر گرههای جدیدتر رقیب قرار میگیرد.
Panther Lake نخستین پردازنده مصرفی Intel با ترانزیستورهای RibbonFET است؛ فناوریای از نوع Gate-All-Around که در آن چهار ورقه افقی سیلیکونی روی یکدیگر قرار میگیرند و گیت هر ورقه را احاطه میکند. این معماری در مقایسه با FinFETهای قدیمی که جریان را از بالههای باریک عبور میدادند، کنترل دقیقتری روی جریان الکتریکی فراهم میکند و میتواند نشت جریان را کاهش دهد.
فناوری مهم دیگر، PowerVia، شبکه تأمین توان را تا حد زیادی به پشت لایه ترانزیستور منتقل میکند. در طراحی متداول، مسیرهای توان و سیگنال در لایههای فلزی بالای ترانزیستورها قرار دارند؛ اما PowerVia فضای جلوی تراشه را برای سیمکشی سیگنال آزادتر میکند و مسیرهای کوتاهتر و عریضتر برای توان میسازد. نتیجه بالقوه، مقاومت الکتریکی کمتر و پایداری بهتر ولتاژ در بخشهای پرمصرف است.
اندازهگیری SemiAnalysis از منطق پردازشی 18A در Panther Lake نشان میدهد چگالی آن تقریباً همسطح منطق گرافیکی ساختهشده با N3E است. این نتیجه برای Intel مهم است، زیرا شرکت در سالهای اخیر از بزرگترین تولیدکنندگان قراردادی تراشه در فناوریهای پیشرفته عقب مانده بود. بااینحال، 18A از نظر بیشینه چگالی به پای N3P و N2 شرکت TSMC یا SF2 سامسونگ نمیرسد؛ ضمن اینکه نام 18A و N3E نیز اندازه فیزیکی مستقیم را نشان نمیدهد.
اهمیت این اختلاف در آن است که چگالی ترانزیستور یکی از شاخصهای اصلی ظرفیت یک گره ساخت برای کاهش مساحت و هزینه و ادامه مقیاسپذیری محسوب میشود. بنابراین 18A حتی اگر در تأمین توان، انعطاف مسیریابی و عملکرد مزایایی ایجاد کند، لزوماً کوچکترین سطح منطقی ممکن را ارائه نمیدهد. در عمل، دستاوردهای PowerVia و RibbonFET باید جدا از مسئله تراکم ترانزیستور ارزیابی شوند.
فریمهایی از بررسی انجام شده توسط SemiAnalysis:
Panther Lake همچنین نمونهای از ترکیب چند فناوری ساخت و بستهبندی پیشرفته در یک محصول است. پردازنده از کاشیهای جداگانه محاسباتی، گرافیکی و ورودیوخروجی روی یک پایه سیلیکونی غیرفعال و با بستهبندی Foveros-S تشکیل شده است. کاشی محاسباتی با Intel 18A ساخته میشود، در حالی که کاشی گرافیکی چهارهستهای Xe3 در Intel 3 و نسخه ۱۲هستهای در N3E شرکت TSMC تولید میشود؛ کاشیهای I/O نیز ساخت TSMC و مبتنی بر N6 هستند.
در بخش پردازنده، معماری Cougar Cove بیشتر یک تکامل نسبت به نسل قبل است تا طراحی کاملاً جدید. مساحت هسته عملکردی آن تقریباً به اندازه Lion Cove در Lunar Lake باقی مانده، اما ظرفیت کش L2 از ۲.۵ مگابایت به ۳ مگابایت برای هر هسته افزایش یافته است. SemiAnalysis برآورد میکند Cougar Cove حدود ۲۰ درصد کش L2 بیشتر را در سطحی مشابه جای داده؛ خوشه چهارهستهای Darkmont LP E نیز حدود ۵ درصد کوچکتر شده است.
NPU 5 نیز با تمرکز بر بهرهوری بازطراحی شده است. این شتابدهنده هوش مصنوعی حدود ۳۷ درصد فضای کمتری از NPU 4 در Lunar Lake اشغال میکند، اما همان تعداد کلی MAC برای محاسبات INT8 را حفظ کرده است. Intel پردازش را در موتورهای محاسبات عصبی بزرگتر متمرکز کرده و تعداد حافظههای scratchpad و واحدهای SHAVE DSP را از ۱۲ به ۶ رسانده است. NPU 5 همچنین پشتیبانی بومی از FP8 را اضافه میکند.
مقایسه بخش گرافیکی نیز اختلاف میان فرایندهای ساخت را روشن میکند. یک هسته Xe3 در کاشی GT1 مبتنی بر Intel 3 حدود ۵۵ درصد بزرگتر از هستهای در کاشی ۱۲هستهای GT2 مبتنی بر N3E است. بنابراین Intel میتواند GPU را با فرایند داخلی خود تولید کند، اما N3E به این شرکت اجازه میدهد سختافزار گرافیکی بیشتری را در سطح سیلیکونی مشابه جای دهد و از نظر تراکم، فضای فیزیکی کمتری برای هر واحد فراهم کند.
در مجموع، کالبدشکافی SemiAnalysis از Panther Lake نشان نمیدهد که Intel همین حالا برتری قطعی فرایندی خود را نسبت به TSMC بازپس گرفته است. یافتهها بیشتر نشان میدهند این شرکت توانسته دو فناوری مهم RibbonFET و PowerVia را به یک تراشه تجاری رایانهای برساند. با وجود این پیشرفت، 18A هنوز باید در عملکرد، بهرهوری انرژی و هزینه تولید ثابت کند که میتواند مزیتی پایدار در برابر فرایندهای پیشرفته TSMC ایجاد کند.
