IBM突破7纳米制程瓶颈 或左右Power处理器发展

IBM与合作伙伴成功研制出7纳米的测试芯片，延续了摩尔定律，突破了半导体产业的瓶颈。对于IBM而言，7纳米制程技术的后续发展将会影响旗下Power系列处理器的规划蓝图。

7纳米制程芯片背后结合了许多尚未经过量产测试的新技术，IBM与GlobalFoundries、三星电子(Samsung Electronics)等合作伙伴，对何时能实际以7纳米制程制作处理器与其他芯片并未提出时程表。

IBM这次利用矽锗(silicon germanium)制造一部分的电晶体，因而能减少提升电路表现时进行快速切换的耗电量，而电路都是以极紫外线(Extreme UltraViolet;EUV)光刻技术蚀刻。

IBM研究表示，目前最先进的技术能够制造10纳米芯片，但是利用矽锗制作电晶体通道和EUV光刻，能够缩小电晶体尺寸的一半，同时还能够提升50%的电路电力效率。然而，EUV对于震动特别敏感，制作过程非常精密，因此要量产将有难度，价格也会十分高昂。

IBM 表示，7纳米制程可使指甲大小的服务器芯片容纳200亿个电晶体，将近是Power8的4倍之多，而芯片的尺寸也应该会比Power8的要小得多。相较之下，英特尔(Intel)即将上市的72核心Knights Landing Xeon Phi处理器目前只有约80亿电晶体。

在服务器方面，英特尔(Intel)为Xeon处理器的Broadwell架构系列采14纳米制程，并且预备在2015年底使用相同的14纳米制程量产Skylake桌电与笔电处理器。Skylake Xeon处理器预计将在2017年上市。

IBM以Power系列芯片迎战Xeon的处理器，并透过与其他企业合作与竞争对手Intel并驾齐驱，加强其他企业对Power系列的投资信心。

IBM 为Power7处理器采用45纳米制程，升级为8核心芯片，时脉速度介于2.4~4.25GHz间。此外，每个芯片内建32MB的DRAM L3快取存储器，大幅提升许多工作性能。Power7芯片还支援同步多执行绪(Simultaneous MultiThreading;SMT)，提供每个核心4条执行绪，最高可同时执行32项任务。

Power7+则缩小至32纳米制程，IBM因此能把L3快取存储器从Power7的32MB再提升到80MB，并稍微调高时脉速度。

2014年IBM推出的Power8又缩至22纳米制程，芯片可容纳42亿个电晶体。因此达到12核心，L3快取存储器提高到96MB，并且使Power8芯片的SMT增加到每核心8条执行绪。

根据OpenPower的高效能运算(HPC)规划蓝图，Power9不久后也会推出，同时预计2016年还会推出interim Power8芯片支援NVIDIA的NVLink技术，帮助紧密地连接GPU与CPU，以达到更有效率的混合(hybrid)运算。

IBM与其OpenPower合作伙伴，已经瞄准2020年后Power10甚至Power11芯片的研发计划。但是这都要看7纳米制程是否能够商业化，并且在合乎时间与成本效益的前提下于GlobalFoundries的芯片厂进行量产。