Berekening van Intel Ice Lake quad-core die size: ongeveer 130mm² groot

5 reacties

Intel kondigde vandaag hun eerste lijn van 10nm-processoren aan, Ice Lake-U. De die waarop ze gebaseerd zijn, bevat 4 cpu-cores, 64 gpu-uitvoeringseenheden en nieuwe ondersteunende logica zoals Thunderbolt 3, Wi-Fi 6 en LPDDR4X geheugencontrollers, grotere caches en nieuwe video- en beeldprocessors.

In deze analyse kijken we naar het formaat van de algehele Ice Lake-U die als dat van de cpu en de gpu. Kleinere die sizes zorgen dat er meer chips op een wafer passen en dus meer verkocht kunnen worden. Als op een bepaald onderdeel veel ruimte geïnvesteerd is, is het belangrijk geweest voor Intel om daar goed op te scoren.

Die size

Op basis van de waferafbeelding die Intel heeft vrijgegeven als onderdeel van hun persbericht over Ice Lake, hebben we geprobeerd om de die size te berekenen. Horizontaal gezien zijn er ongeveer 27,2 chips op de wafer, en verticaal 25,4. Dit resulteert in afmetingen van 11,0 millimeter hoog en 11,8 mm breed. Vermenigvuldigd resulteert dit in een die size van 130 mm2.

  ICL 4+2 CFL 4+2 CFL 6+2 CFL 8+2 CFL 4+3e
Cpu cores 4 4 6 8 4
Gpu EU's 64 24 24 24 48
Process 10nm 14nm 14nm 14nm 14nm
Die size 130mm2 126mm2 150mm2 174mm2 ?

CFL = Coffee Lake, ICL = Ice Lake

Formaat cpu kernen

Intel heeft ook een tweede afbeelding vrijgegeven, ingezoomd op een deel van de wafer. In onze metingen is een enkele kern inclusief L2 cache 1,79 bij 3,99 mm, wat resulteert in 7,14 mm2 die size. Het gehele 4-core cpu-complex, inclusief L3-cache, meet 31,34 mm2, dus 7,84 mm2 per core. Dit is ongeveer 34% lager dan 14nm Coffee Lake, waar een core ongeveer 11,9 mm2 bedroeg. 

Formaat gpu cluster

Met Coffee Lake meten de 24 uitvoeringseenheden ongeveer 45,6 mm2 op het 14nm-proces. Op 10nm Ice Lake nemen de 64 uitvoeringseenheden slechts 40,6 mm2 in beslag, 11% minder. Per executie-eenheid is de grootte zelfs afgenomen van 1,9 mm2 tot 0,63 mm2, waardoor de een 10nm Gen11 executie-eenheid bijna exact 3 keer zo klein is als die van Coffee Lake.

Analyse

Met 130mm2 is Intel's Ice Lake 4+2 die relatief groot voor een eerste chip op een nieuwe node, zeker na de geruchten over tegenvallende yields. Ter vergelijking, de eerste 14 nm chip voor consumenten, een dual-core Broadwell, meet slechts 82 mm2. Er lijkt ook veel ruimte te worden besteed aan de geheugencontrollers, video-encoder, beeldsignaalprocessor en in-/uitgangscontrollers, omdat van de 130mm2 slechts 72mm2 wordt besteed aan de cpu en gpu clusters. Vergeleken met de vorige generatie quad-core Coffee Lake chip is de die size met 4mm2 toegenomen, ondanks het kleinere process.

De cpu-kern is relatief weinig gekrompen, slechts 34%. Dit komt waarschijnlijk door de bredere kernen (bredere decoder, meer uitvoeringspoorten, etc.) en grotere caches (L1 32 → 48 kB en L2 256 → 512 kB). Ice Lake voegt ook ondersteuning toe voor de AVX512 vector extensies. Desondanks is dit op een 'hyper scaled' proces dat een 2,7x hogere transistordichtheid claimt, een zware prijs om te betalen voor een 18% hogere IPC.

De gpu-cluster doet bijna het tegenovergestelde van de cpu, die met een factor 3 per EU krimpt. Met 2,67 evenveel executie-eenheden als de vorige generatie is de gpu nog steeds kleiner. Dit betekent ook dat Intel een manier heeft gevonden om nog eens 10% van de grootte van de EU te ramen, afgezien van de 2,7x hogere transistordichtheid.

Alle maten zijn met de hand gemeten van deze twee afbeeldingen. Meet ze vooral na en deel je resultaten!

Bronnen: WikiChip - Coffee Lake, Intel Newsroom, AnandTech

« Vorig bericht Volgend bericht »
0
*