在近日于斯坦福大学举行的Hot Chips 2026会议上,英特尔公布了其Intel 18A-P制程技术的更多细节。基于量产芯片的直接测试显示,18A-P在0.5V工作电压下可实现30%的频率提升。该制程将率先用于Diamond Rapids至强处理器和Nova Lake酷睿处理器,两款产品计划于2027年推出。
18A-P是英特尔在18A制程基础上的增强版本,通过RibbonFET全环绕栅极(GAA)晶体管、背面供电、Power Boost技术以及新增金属层等手段进一步提升性能。英特尔称,在相同功耗下,18A-P性能提升超过9%;在相同性能下,功耗则可降低超过18%。英特尔与Futurum Research Group合作披露的研究结果显示,18A-P并非单纯对18A进行小幅调整,而是针对不同电压区间进行了优化,在低电压下侧重提升能效,在高电压下则进一步释放频率潜力。
英特尔在测试中采用了GAA晶体管和背面供电的CPU核心,与采用FinFET技术的同类核心进行对比,并在相同电压下测试,以尽可能排除架构变化带来的影响。RibbonFET晶体管能够让栅极从四个方向包围沟道,使英特尔能够进一步控制阈值电压。背面供电技术则将供电路径从晶圆背面引入,减少芯片正面金属互连中的供电拥塞以及IR压降,从而降低电压损失。英特尔Fellow Eric Fetzer表示,背面供电技术在高电压下尤其能够减少供电损耗,而GAA晶体管则能够在低电压环境中发挥优势,两者结合后可同时针对高、低电压场景提升性能。
英特尔此前已经展示了18A背面供电技术对核心频率的提升,在1.1V电压下频率提升5%,0.95V电压下提升7.5%。18A-P进一步扩展RibbonFET产品组合,提供针对不同设计目标优化的器件选项。其中,W1和W1.5面向低功耗和低电容设计,W3P则面向高性能设计,并结合Power Boost技术,在不增加电气负载的情况下实现约10%的运行速度提升。与18A相比,18A-P还将NMOS器件外部电阻降低20%,PMOS器件降低12%,同时在相同电容条件下提供更高电流和更高频率。
在散热方面,18A-P延续并进一步改进18A引入的技术,通过材料改进和EDA驱动的热设计方案,使键合堆栈的热导率提升50%,整个堆栈的热阻改善约20%至40%。为降低互连延迟和布线拥塞,英特尔在金属层堆栈顶部增加两层粗金属层,这些低电阻互连可降低RC延迟,并在1.1V下带来约3%的频率提升、0.65V下带来约2%的频率提升,同时降低约2%的功耗。英特尔还在研发钌互连和三维逻辑堆叠等后续技术,采用减法式钌互连并结合空气隙后,互连电容相比铜可降低约35%。
作为率先采用18A-P的产品之一,Diamond Rapids至强处理器最多将配备256个核心,核心数量达到上一代产品的两倍。英特尔将I/O区域移动至封装中央,使各个核心能够获得更加均衡的内存访问,这一设计主要面向AI规模计算负载。英特尔表示,GAA晶体管结合背面供电技术将成为其未来多代产品提升单核心性能的基础,相关技术积累始于上一代Xeon 6+“Clearwater Forest”,其E-Core积累的能效优势将进一步应用到Diamond Rapids的P-Core设计中。
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