執行長蘇姿豐:摩爾定律推進明顯放慢

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。蘇姿豐表示,超微仍會與臺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。

蘇姿豐強調,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臺、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週期(IPC)提升,另外40%則來自於提高運算時脈及採用7奈米制程。

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奈米爲止,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奈米爲基準的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,但因爲功能整合原因,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。蘇姿豐認爲,創新晶片架構、異質整合平臺、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奈米制程,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。