處理器大廠美商超微(AMD)執行長蘇姿豐(Lisa Su)在美西時間8日正式發表第二代EPYC服務器處理器,是業界首款采用7納米打造的服務器處理器。蘇姿豐表示,超微仍會與臺積電等晶圓代工廠合作持續進行制程微縮,摩爾定律仍然有效,只是推進的速度變慢。

蘇姿豐強調,要在制程微縮時獲得效能提升,可以透過創新芯片架構、異質整合平臺、小芯片(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納米Zen 2架構每執行緒能較14納米Zen架構高出32%,其中增加幅度的60%來自于架構創新帶來的每時脈周期(IPC)提升,另外40%則來自于提高運算時脈及采用7納米制程。

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

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

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。蘇姿豐認為,創新芯片架構、異質整合平臺、小芯片系統級封裝等創新方法,就可以在制程微縮情況下,帶來更多的效能提升或是功耗降低。

以超微第二代EPYC服務器處理器來看,采用Zen 2創新架構并搭配7納米制程,再以小芯片方式將I/O芯片組等異質芯片整合在同一封裝中,可達到最高64核心的單芯片。至于異質芯片之間則透過Infinity Fabric芯片互連技術及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。