Intel Core Ultra – CPU više nije samo CPU!

Kada su u pitanju nadogradnje hardvera kao što su računala i mobilni telefoni, posljednjih godina s ritmom godišnjih ažuriranja, poboljšanja performansi obično ostaju između 10  i 20 posto. Ali svaki tehnološki skok simbolizirat će da je naš svijet ušao u novu eru. S eksplozivnim rastom AI-a među pojedinačnim korisnicima, ne samo da su se pojavile do sada neviđene AI GPU kartice sa super računalnom snagom na strani poslužitelja, već i na odobnim “terminalima”. Moderan CPU u računalu također je napravio sveobuhvatan skok u tehnologiji ušavši u AI PC eru.

CPU više nije samo CPU

Kada je riječ o CPU-u, uvijek se posvećuje velika pažnja sirovim performansama. No zapravo, već desetak godina, on u našim računalima više nema jednostavno funkciju samo CPU-a. Već je 2011. Intelova druga generacija procesora Core (kodnog naziva Sandy Bridge) dobila integrirani GPU i srodne sklopove. Osim toga, razne namjenske jedinice za ubrzanje kao što su video kodeci i procesori signala slike također su ugrađeni u CPU kako bi formirali “čip na razini sustava” što uvelike poboljšava učinkovitost i smanjuje ovisnost o perifernim čipovima. Međutim, kako se proces proizvodnje iterativno nadograđuje prema sve finijim (manjim) dimenzijama, fizička svojstva su sve bliža granicama performansi postojećih materijala, čineći implementaciju tehnologije sve težom, a troškovi proizvodnje naglo rastu. Kako bismo mogli izgraditi više sklopova uz učinkovitu kontrolu prinosa i troškova proizvodnje, pojavila se Chiplet tehnologija.

Chiplet tehnologija dijeli veliki čip na više malih čipova (Chiplets) i zatim ih zajedno gradi kroz napredno pakiranje. Nasuprot tome, SoC tehnologija proizvodi cijeli sustav na jednoj pločici, dok Chiplet može koristiti tehnologiju proizvodnje različitih proizvođača kako bi se omogućilo neovisno optimiziranje i ponovno sastavljanje svakog čipa, savršeno kombinirajući performanse i cijenu. Industrija ga smatra novom generacijom rješenja čipova na razini sustava nakon SoC-a.

Core Ultra – četiri jezgre u jednoj

Iako Intelov najnoviji procesor Core Ultra nije prvi proizvod koji koristi Chiplet dizajn, ova nadogradnja simbolizira da su PC procesori službeno ušli u novu eru. Core Ultra arhitekture Meteor Lake uglavnom ima četiri mala čipa ugrađena u različite procese, uključujući Compute Tile, Graphics Tile, SoC Tile i I/O Tile. Dio Compute Tile proizveden je na temelju procesa Intel 4 EUV tehnologije, dok je grafičku “pločicu”, SoC “pločicu” i I/O “pločicu” proizveo Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. koristeći TSMC-ove 5nm i 6nm procese. Konačno, Intel Foveros Tehnologija 3D pakiranja koristi se za pakiranje Compute Tilea, čime su sve one međusobno povezane.

U usporedbi s prethodnim generacijama jednoprocesne proizvodnje pojedinačnih “ploča”, Intel Core Ultra ne samo da postiže heterogenu integraciju u jezgri arhitekture, već također po prvi put usvaja proizvodnju ploča s više izvora. Može se reći da je Intelov dvostruki napredak u procesnoj tehnologiji i dizajnu čipova. Kao najveća svjetska tvrtka poluvodiča, Intel je uvijek inzistirao na neovisnoj tehnologiji procesa čipova koja se može kontrolirati. Rani Mooreov zakon promovirao je stalan rast performansi procesora, a njegov vertikalno integrirani zatvoreni ekosustav postao je kamen temeljac njegove dominacije u PC industriji. Međutim, nakon što je proizvodnja čipova dosegla 10 nanometara, Intelova procesna tehnologija počela je znatno zaostajati za konkurentima. Prepreke kao što su fizička ograničenja stroja za izlaganje i problemi s dielektričnim slojem značajno su usporili njegovu brzinu ponavljanja. Profesionalne  proizvodne linije kao što su TSMC koje su usredotočene na proizvodnju pločica nastavljaju napredovati u 7nm/5nm čvoru. To je prisililo Intel da počne promicati stratešku transformaciju i predloži plan “pet procesnih čvorova u četiri godine” :  Intel 7, Intel 4, Intel 3, Intel 20A i Intel 18A unutar četiri godine, ponovno ćemo zauzeti vodeću poziciju u procesima 2025.

Uz glatku promociju ovog projekta, dio Compute Tile procesora Core Ultra koristi Intel 4 procesnu tehnologiju. U isto vrijeme, novi dizajn malog čipa, kroz koordiniranu integraciju višestrukih prednosti procesne tehnologije, donio je Intelu dragocjeno vrijeme da se vrati u vodstvo u procesu. Model čipaeta također ukazuje na to da će industrija poluvodiča predstavljati vrlo suradnički i simbiotski obrazac preko proizvođača i granica.

Procesni procesi i ključne tehnologije koje su koristile Intelove prethodne generacije procesora:

• 4004 koristi 10 mikronski PMOS proces
• Godine 1978.- 8086 koristio je HMOS proces od 3 mikrona
• Godine 1985. -80386 koristio je 1,5 mikronski HMOS proces i prvi put uveo 32 bita.
• Godine 1989.- 80486 koristio je proces od 1 mikrona, a broj ugrađenih tranzistora premašio je milijun.
• Godine 1993. -Pentium je koristio 0,8 mikronski BiCMOS proces
• Pentium II iz 1997. koristi 0,35 mikronski CMOS proces
• 2000 Pentium III koristi 0,18 mikronski Coppermine proces
• 2006 godine Core 2 koristi 65nm proces, high-K metal gate
• Core 2. generacije, 32nm proces, CPU ugrađen GPU
• Core 3. generacije, 22nm proces, tri-gate FinFET tehnologija
• U 2017., 8. generacija Core, 14nm++ proces i Tick procesni čvor doživjeli su veliko kašnjenje.
• Deseta generacija Corea u 2019., godini mješavina 10nm i 14nm
• 12. generacija Core, Intel 7 (10nm) proces, CPU usvaja hibridnu arhitekturu performansi, dizajn velike i male jezgre
• 2024 Core Ultra, Intel 4 (7nm) proces, odvojeni modularni dizajn, po prvi put korištenje proizvodnje pločica s više izvora