Процессор с топологией 2 нм

Специалисты IBM раньше других компаний разработали двухнанометровый процессор. Его производительность на 75% выше семинанометровых, а потребление энергии ниже на 45%. IBM намерена начать их выпуск в IV квартале 2024 г.

Компания IBM создала первый в мире двухнанометровый чип, демонстрирующий существенный прирост производительности в сравнении с распространенными сейчас семинанометровыми. Как пишет Engadget, IBM смогла уместить 50 млрд транзисторов на кристалле размером с ноготь. 

По данным ZDnet, у IBM готовы пока только тестовые образцы новых чипов – на массовое производство в ближайшем будущем компания не рассчитывает. Оно, согласно ее планам, будет запущено к концу 2024 г. – об этом сообщил вице-президент IBM по гибридным облакам Мукеш Кхаре (Mukesh Khare).

Для тестового производства IBM задействовала мощности своей исследовательской лаборатории в городе Олбани (штат Нью-Йорк, США). Чипы были изготовлены на 300-миллиметровых пластинах.

IBM сравнила свой новый двухнанометровый чип с семинанометровыми. По ее заверениям, новинка обладает на 75% более высокой производительностью при том же уровне потребления энергии. При этом если снизить производительность до уровня 7 нм, то потребление энергии упадет на 45%.

Engadget пишет, что серийные образцы чипов такие спецификации не получат – IBM постарается найти для них баланс производительности и энергопотребления, чтобы они превосходили 7 нм по обоим этим параметрам. Отметим, что по неизвестным причинам IBM не стала сравнивать свою разработку с процессорами, произведенными по пятинанометрвоым нормам. Такие впервые появились осенью 2020 г.

По заявлению IBM, двухнанометровые процессоры смогут ускорить вычисления в сфере искусственного интеллекта. Они также пригодятся в периферийных вычислениях и в ряде других областей. Сама IBM намерена использовать их в своих серверах Power Systems и мейнфреймах Z-серии.

IBM видит перспективы использования двухнанометровых чипов и в мобильных устройствах, например, в смартфонах. За счет пониженного потребления энергии новых процессоров мобильники, по ее подсчетам, нужно будет заряжать лишь раз в четыре дня. 

Ноутбуки на двухнанометровых чипах получат прирост производительности (про их автономность IBM не упоминает), а автомобили с автопилотом благодаря им смогут быстрее обнаруживать и распознавать различные объекты на пути следования и реагировать на них. 

Компания утверждает, что двухнанометровые чипы принесут пользу в освоении космоса, развитии квантовых вычислений и строительстве сотовых сетей пятого и шестого поколений. Также, по прогнозам главы IBM Research Дарио Гила (Dario Gil), их применение может положительно сказаться на снижении нагрузки на окружающую среду. Это может быть реализовано за счет перевода на них дата-центров, на которые сейчас приходится 1% мирового потребления электричества.

На момент анонса IBM собственных двухнанометровых процессоров не было ни у одной другой компании в мире. Фабриками с необходимым для их производства оборудованием тоже пока никто, кроме IBM, не располагает.

Самые передовые процессоры с точки зрения техпроцесса есть пока только у компаний Samsung, Qualcomm и Apple – все они в конце 2020 г. выпустили по собственному пятинанометровому чипу. У Samsung это Exynos 1080, у Qualcomm – Snapdragon 888, а Apple создала процессор М1

AMD лишь готовится к переходу на эти нормы, разрабатывая пока что семинанометровые Ryzen и Epyc, а Intel по-прежнему отдает предпочтение 14 нм и постепенно переходит на 10 нм. В марте 2021 г. она обнародовала стратегию своего развития на ближайшие годы, в которой упомянут запуск семинанометрового производства в 2023 г.

Пятинанометровое производство освоили пока что две компании в мире – корейская Samsung и тайваньская TSMC. Последняя в настоящее время трудится над созданием двухнанометровых норм выпуска – над этим она работает с лета 2019 г. 

В июле 2020 г. TSMC заявила о прорыве в разработке 2 нм и обозначила сроки перехода на этот техпроцесс – 2023-2024 гг. В марте 2021 г. Apple стала помогать TSMС – у нее есть прямой интерес в этом, поскольку все ее процессоры, включая пятинанометровый M1, выпускаются именно на заводах TSMC, и она рассчитывает стать основным заказчиком ее двухнанометровой продукции.

После включения Apple TSMC сместила крайний срок запуска двухнанометровой линии с 2024 г. на 2023 г. Попутно она ведет разработку трехнанометровых норм – выпуск соответствующих процессоров она намерена начать в 2022 г.