Intel 20A với thiết kế RibbonFET - nó là gì, khác gì so với FinFET?
bk9sw
2 nămBình luận: 126
Intel 20A với thiết kế RibbonFET - nó là gì, khác gì so với FinFET?
Cho đến thời điểm hiện tại, Intel đang khai thác gần như tối đa tiến trình 10nm SuperFIN. Intel 10nm SuperFIN là một bước tiến lớn bởi nó chính là pha "Tick" - thu nhỏ tiến trình đầu tiên sau nhiều năm mắc kẹt ở 14nm. Intel 10nm SuperFIN cũng đã đạt được độ chín, sản lượng cao khi chính Intel cho biết số lượng wafer 10nm sản xuất được mỗi ngày giờ đây nhiều hơn 14nm và nhờ đó, Intel tự tin chuyển đổi từ 14nm sang 10nm.

10 nmSuperFIN hiện đang được dùng để sản xuất nhiều sản phẩm của Intel như vi xử lý thế hệ 11 cho laptop, GPU và vi xử lý cho máy chủ. Tuy nhiên, Intel không muốn lặp lại những dấu "+" như thời 14nm với tiến trình 10nm SuperFIN. Từ đây đến 2025, lịch trình của Intel bao gồm Intel 7, Intel 4, Intel 3Intel 20A nhưng đáng chú ý nhất là 20A bởi nó sử dụng thiết kế transitor mới là GAAFET thay vì FinFET.

Intel 20A.jpg
Sau Intel 3 sẽ là Intel 20A - Intel gọi là kỷ nguyên Angstrom. Tiến sĩ Ann Kelleher - người đứng đầu mảng phát triển công nghệ của Intel đã nhắc lại về lịch sử đặt nền móng của Intel với từ tiến trình 90nm Strained Silicon đến Hi-K Metal Gate của tiến trình 14nm, thế hệ FinFET đầu tiên trên tiến trình 22nm và gần đây là SuperFIN 10nm. Với Intel 20A, Intel giới thiệu RibbonFET - một phiên bản của Intel với thiết kế transistor GAA (Gate-All-Around) và công nghệ PowerVIA.

Intel process innovations.jpg
10A (Angstrom) = 1nm và 20A tức 2nm. Tuy nhiên, điều đáng nói không nằm ở kích thước mà ở thiết kế transistor - chuyển từ FinFET sang GAA hay GAAFET. Nhưng trước khi hiểu rõ hơn về thiết kế GAAFET thì chúng ta cần điểm lại thiết kế bóng bán dẫn hiệu ứng trường FET (Field Effect Transistor).

Quảng cáo



Planar CMOS.jpg
Tất cả các transistor hoạt động bằng cách điều khiển sự chuyển động của các electron, với thiết kế FET thì nó có ba thành phần đầu cuối cơ bản gồm source (bộ phát hay emitter), drain (bộ thu hay collector) và gate (cổng đóng mở) (kích thước của gate sẽ được tính là chiều dài (L) bằng khoảng cách giữa source và drain, chiều rộng (W) lại dài hơn và cũng là chiều rộng của channel (kênh truyền dẫn electron từ source sang drain). Transistor thì được làm bằng silicon - một chất bán dẫn, không hoàn toàn dẫn và cũng không hoàn tòan cách điện. Tuy nhiên khi được pha tạp với các chất khác thì nó sẽ có thêm các electron mang điện tích âm, nếu là loại n-type (pha với arsen hay phốt pho) thì các electron này dễ mất, dễ cho đi và ngược lại loại p-type (pha với boron, nhôm, gallium) thì các electron bổ sung ít hơn và có xu hướng hút các electron khác hay dễ nhận hơn.

Source và drain đều có bán dẫn n-type nhưng chúng không trao đổi electron với nhau được vì các lỗ trống trong bán dẫn p-type nằm giữa. Tuy nhiên, nếu đặt vào gate một điện áp dương thì điện trường tạo ra tại đây cho phép các electron chảy trong một kênh hẹp từ source sang drain. Điện trường cũng chính là công tắc đóng mở của bán dẫn.

Gate reduce.jpg
Tuy nhiên, electron vẫn bị rò rỉ từ điểm nối bán dẫn giữa chất bán dẫn p-type và n-type được pha tạp nhiều, ngay cả khi gate đã ngắt điện. Khi kích thước của gate được làm nhỏ đi, chiều dài ngắn lại (cũng là kích thước vật lý để đặt tên cho tiến trình trước đây) thì nó sẽ khó đạt được trạng thái tĩnh điện hoàn toàn hơn và từ đó tình trạng rò rỉ vẫn tiếp diễn, ảnh hưởng đến hiệu suất của vi xử lý.

FinFET.jpg
FinFET cải tiến từ Planar CMOS với thiết kế "vây" fin bằng silicon chứa source và drain từ đó tăng bề mặt của channel, cho phép nhiều electron di chuyển hơn và gate sẽ bao quanh fin hay channel ở 3 mặt (tri-gate), tăng khả năng kiểm soát điện áp. Tuy nhiên khi chiều dài của gate giảm đi đến giới hạn vật lý thì nó dẫn đến hiệu ứng đoản kênh và tình trạng rò electron ở mặt dưới của channel vốn không được bao bọc bởi gate. Từ đó, mục tiêu điện năng và hiệu năng sẽ khó có thể đạt được với tiến trình nhỏ. Vậy là GAA là giải pháp tiếp theo.


Hiện tại các hãng sản xuất bán dẫn đều có thiết kế GAA riêng với tên gọi khác nhau, MCBFET của Samsung hay RibbonFET của Intel nhưng nguyên lý cơ bản channel tức kênh truyền dẫn điện tích từ source đến drain của một transistor phải được bao bọc bên trong gate để đạt được tính tĩnh điện lý tưởng nhất từ đó hạn chế tối đa tình trạng rò electron. Khi channel được bao bọc trong gate thì nó được gọi là GATE-ALL-AROUND (GAA) hay nano-wired.

Quảng cáo


Samsung đã công bố phiên bản MCBFET tức Multi-Bridge Channel FET vào năm 2019 và Intel là RibbonFET với thiết kế gần như tương tự, tên gọi này có thể bắt nguồn từ hình dạng của channel, nó giống dải ruy băng, Samsung thì gọi là các nanosheet. Intel chọn thiết kế 4-stack nanoribbon, hiện tại số lượng các channel là từ 3 đến 5 và con số tối ưu vẫn chưa được xác định. Mỗi fin sẽ có nhiều độ dài khác nhau từ đó dòng điện cho mỗi nhóm transistor hay cell có thể được tối ưu về điện năng, hiệu năng và diện tích.

PowerVIA.jpg
Một công nghệ mới nữa trên tiến trình Intel 20A là PowerVIA - về cơ bản là thay đổi cách con chip được thiết kế từ mô hình giống như bánh kem nhiều tầng thành bánh mì kẹp. Theo giải thích của AnandTech thì một con chip hiện đại được thiết kế bắt đầu từ lớp transistor (M0) - lớp nhỏ nhất, từ đây thì các lớp kim loại được thêm vào và tăng dần kích thước để tạo ra tất cả các dây dẫn giữa các bán dẫn và nhiều thành phần khác của một vi xử lý như bộ đệm cache, gia tốc, các vi xử lý phụ … Thiết kế vi xử lý hiệu năng cao hiện đại thường có từ 10 đến 20 lớp kim loại như vậy và lớp trên cùng sẽ là nơi đặt các kết nối ngoài. Sau đó con chip được lật ngược lại nhờ đó nó có thể nói chuyện với thế giới bên ngoài thông qua các chân ở dưới còn transistor ở trên.

Với PowerVIA thì Intel thiết kế lớp transistor ở giữa. Một mặt của lớp transistor sẽ có các dây dẫn cho phép nhiều thành phần của chip nói chuyện với nhau, mặt còn lại sẽ là tất cả các kết nối liên quan đến điện cùng với bộ điều khiển điện tích qua gate. Có thể hình dung lớp thịt giữa 2 lát bánh mì chính là transistor. Thiết kế này có ưu điểm là đơn giản hóa phần nguồn và dây dẫn dẫn. Nếu thiết kế theo cách thông thường thì hệ thống dây dẫn và nguồn phải đảm bảo không nhiễu tín hiệu nhưng rất khó, nhất là ở các dây dẫn công suất lớn. Giờ khi tách biệt phần dây dẫn giúp các thành phần của vi xử lý giao tiếp với nhau sang một mặt và toàn bộ phần dây cấp nguồn ở mặt kia, ngăn tách bởi lớp transistor thì nó sẽ giảm thiểu tình trạng nhiễu tín hiệu. Ngoài ra, sự giao cắt của các dây dẫn dữ liệu có thể làm tăng điện trở, khiến năng lượng bị thất thoát và phát sinh nhiệt. Với việc dồn dây cấp điện sang một mặt thì các transistor sẽ nhận được nguồn điện trực tiếp thay vì đi lòng vòng theo thiết kế cũ.
126 bình luận
intel đúng là gian trá, báo là 20A nhưng thật tế là 5nm (hay 50A), đặt tên lừa gạt người tiêu dùng
@x264 Tôi có bợ đít tèo đâu 😂😂 Chẳng qua tôi thấy intel văn vở quá. với cái tiến trình 14+++++++++ ghét quá tôi
x264
TÍCH CỰC
2 năm
@Giang Không Xấu Trai Họ văn vẻ thì kệ họ đi bác ơi. Tôi thì thấy có 2 phe, phe đỏ thì xoáy vào tiến trình và hiệu năng. Còn phe xanh không chấp nhận điều đó thì tìm cách giải thích các con số, và chứng mình 14 nó không phải gấp đôi 7. Cả 2 phe đều có lý bác ạ. Tôi nghĩ công bằng nên thừa nhận AMD đang đi trước Intel về công nghệ, Intel kém hơn một chút nên họ chỉ còn cách đẩy xung, boost ăn điện hơn, nhưng hiệu năng cũng gần bằng. Vấn đề là ngoài các yếu tố trên thì còn yếu tố giá bán, rồi thì giá niêm yết hay giá mua thực nữa. Cho nên bác xem, AMD cũng có ăn được thị phần của Intel dễ dàng đâu, cái đó tốt cho người tiêu dùng thôi. Sắp tới Intel ra 10nm, chắc chắn là ngang ngửa với 7nm hiện tại của AMD. Vậy rõ ràng là con số không nói lên tất cả.
@x264 in tèo ra 10nm ngang ngửa với 7nm của AMD, nhưng có khi lúc đó người dùng của AMD đang sài 3nm rồi bác ạ. Cái CPU 7nm = 10nm của AMD chắc lúc đó đang hạ giá rồi 😁😁
Mình đang dùng con Laptop ASUS ROG Strix G15 G513QC AMD 5800H để chơi game và con Laptop ASUS TUF Gaming FX506HC i7 11800H thì thấy AMD hơn về mọi thứ: Nhiệt độ, Hiệu năng, xung nhịp ....
Chung quy lại cứ đá nhau thì chỉ tốt cho người dùng
@Duy Luân Hôm này mod dạy cho thanh niên @ragefighter mình thấy hả hê vô cùng. Phải nói là mù quáng và ngu dốt nhưng bảo thủ. Đã từng chặn hắn để không đọc những kiến thức ngu dốt của nó. Nay thấy mod ra tay mình phải mở chặn để xem cái ngu của hắn như nào
trumhalam
ĐẠI BÀNG
2 năm
thua cuộc rồi nghĩ ra trò đổi tên hài ghê
@trumhalam Cấu trúc khác biệt hoàn toàn mà. Từ hiệu ứng trường 3 mặt thành 4 mặt (hoàn hảo).

Trường hợp 3 mặt, nó xảy ra dòng dò ở đáy không có gate, nên hiệu quả giảm đi đáng kể.
Bài viết nặng về kiến thức vi xử lý. Đa số ae ko hào hứng
Cười vô mặt
@maidng Nặng thật mà toàn kiểu lý thuyết thôi ý, cứ tính cường độ dòng điện rồi tần số gì gì ấy ;))) làm mấy bài kiểu vĩ đại cực xong đi thi nghề (hồi đấy phải thi cho đủ chỉ tiêu) lắp cái mạch điện 1 chiều với mấy công tắc và bóng đèn còn loay hoay
gabaybong
ĐẠI BÀNG
2 năm
@SilverWolf501 Hồi xưa đi học đại học cũng học lý thuyết, đến khi làm đồ án nghiên cứu tỷ mĩ thì mới biết vi mạch + toán học thật tuyệt diệu. Giá như mấy trường đại học dạy theo kiểu vừa mày mò vừa đọc sách thì đỡ tốn thời gian bao nhiêu !
@QXPro cứ đăng mấy tin đồn tin dự đoán với hình fan render iphone ra miết, nghĩ nó chán
vunh94
CAO CẤP
2 năm
@Jackie Lee 1981 đọc đéo hiểu gì luôn, quá chuyên ngành 😆
Quan trọng là sản phẩm và hiệu năng. Chứ anh cứ vẽ hết lần này đến lần khác thì thị trường cũng mất dần lòng tin.
Đợi đến mùa quýt chục năm nữa
nhìn chung là sau vài năm nữa nó không còn có những cái tiến trình nm nữa, mà sẽ theo mô hình mới tên gọi mới luôn
tieuthienung
ĐẠI BÀNG
2 năm
người dùng chỉ quan tâm đến 3 thứ khi chọn mua CPU
1 - Giá
2 - Hiệu Năng
3 - Mức tiêu thụ điện
--> Cứ đặt 3 tiêu chí này ra so với AMD, chung 1 phân khúc giá mà hiệu năng và mức tiêu thụ điệu đều không ngon bằng AMD thì next. Ai cần quan tâm đến intel dùng tiến trình bao nhiêu nm.
sonvt9x
ĐẠI BÀNG
2 năm
@princez Thế bác ko thấy hàng trưng bày vs hàng Demo đó ak. Iphone mấy trục triệu người ta còn trưng bày cho khách hàng trải nhiệm
princez
CAO CẤP
2 năm
@sonvt9x Đó là hàng portable rồi thì đương nhiên có thể trưng bày được, chứ linh kiện máy tính mỗi loại có hàng trăm sản phẩm, ghép lại có thể có hàng ngàn cách ráp máy tính khác nhau. Thế bác có bao giờ thấy cửa hàng nó trưng bày sẵn hàng ngàn máy ráp đó không 😁
sonvt9x
ĐẠI BÀNG
2 năm
@princez Thế những linh kiện đó có ảnh hương gì đến hiệu năng cpu không. Test cpu mấy linh kiện kia nếu chọn đúng thì hiểu năng ko khác nhau mấy
sonvt9x
ĐẠI BÀNG
2 năm
@princez Như bạn nói thì cái này AMD đang vấp phải là tính Tương thính Ram vs Tương tính phần mềm vì phải test mới biết. Được. Cái này amd ko ổn định bằng intel => người dùng ít mua amd hơn
Jangka
ĐẠI BÀNG
2 năm
Intel viết kịch bản thì cỡ Sếch-pia
Haduong90
TÍCH CỰC
2 năm
Intel thay đổi chậm ghê người, 2025 mà vẫn quanh quẩn 7nm+ với 5nm thì...chán lắm luôn.
cái nano wire GAA này ss giới thiệu hồi 2019 rồi, giờ cũng tap out xong rồi, sắp đưa vào sản xuất đại trà. vậy mà intel 2021 mới giới thiệu cho 2024, mà chém gió thuật ngữ cho cao siêu lừa gà, giống như công nghệ gì mới lắm.
59089e06-58d3-4cd0-b5ec-ad233d6e2eba.png
Vẫn cộng trá hình thì amd vả sấp mặt thôi, đua trc amd 2-3 nm còn kịp
Tuanpht
TÍCH CỰC
2 năm
đọc choáng váng quá
Tiếp tục đợi thông số khi sử dụng thực tế, chứ đám cpu laptop gen 11 của anh intel chém gió là 15-28W mà max nó bung lên 60W ngang cái lò luôn.
_Kenzi_
TÍCH CỰC
2 năm
không biết có thay đổi socket không nhỉ, hy vọng là vẫn 1200
pippi17
TÍCH CỰC
2 năm
@luckydayv4a Gần như chắc chắn là thay đổi SK rồi fen ơi. Thế hệ sắp tới Alder Lake ra mắt cuối năm nay của Intel sẽ đổi sang SK 1700. Nhìn kích thước con chip là biết.
https://hoanghapc.vn/cpu-intel-core-i9-12900k-se-co-16-nhan-24-luong-va-ra-mat-trong-nam-nay
Die chip.jpg
hikaruuu
ĐẠI BÀNG
2 năm
@pippi17 hết khả năng nhồi nhét nên phải làm to ra, chạy hiệu năng lùa gà, chíp mới khuyến mãi main mới tản mới =]]










  • Chịu trách nhiệm nội dung: Trần Mạnh Hiệp
  • © 2023 Công ty Cổ phần MXH Tinh Tế
  • Địa chỉ: Số 70 Bà Huyện Thanh Quan, P. Võ Thị Sáu, Quận 3, TPHCM
  • Số điện thoại: 02862713156
  • MST: 0313255119
  • Giấy phép thiết lập MXH số 11/GP-BTTTT, Ký ngày: 08/01/2019