IBM 2nm突破：對芯片和服務器製造商有哪些影響？
作者：陶然
編輯：
2021-08-25 09:52
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前不久，IBM公布了世界上第一個2納米晶體管技術的概念驗證。初步預測显示，與當今的7nm處理器相比，這一突破可能使性能提高45%，能耗降低75%。
雖然2nm技術距離進入設備還有幾年的時間，但IBM的成功可能會惠及大部分芯片行業。雖然AMD和台積電近年來的進步使它們在市場上處於競爭地位，但2nm的實施將把三星、GlobalFoundries和英特爾拉入芯片製造的新十年。
對於買家來說，競爭加劇和新能力的預測可能意味着處理能力、能源和空間節省的巨大收益。
在IBM Research的奧爾巴尼工廠製造的2納米晶圓。晶圓包含數百個獨立的芯片。
IBM的最新創新將為整個半導體行業帶來新的特性和功能，並最終為從智能手機到超級計算機的所有購買者帶來新的特性和功能。
IBM的最新創新：Nanosheets和GAAFET
從位於紐約的奧爾巴尼納米技術綜合體開始，IBM的半導體開發工作繼續為創新提供渠道。IBM對芯片技術的貢獻不容小覷，從製作第一個7nm和5nm節點技術到單元DRAM和3D芯片堆疊。
與過去15年的晶體管不同，IBM的2nm設計特別沒有使用FinFET架構。取而代之的是，創新者選擇了世界上第一個超薄納米片堆棧，這些納米片組合在一起產生了一個被稱為GAAFET的柵極。
對於IBM產品，2nm晶體管將成為其用於服務器處理器的POWER系列和用於大型機的zArchitecture的核心。三星和GlobalFoundries作為預期的製造合作夥伴，最新的芯片設計可能會在2024年推出。
2nm的特性
使用IBM的納米片技術，2nm設計將在大約指甲大小的空間中安裝多達500億個晶體管，高於2017年5nm提供的300億個。隨着更多晶體管的裝入，IBM還注入了更多與人工智能、雲計算和安全。
IBM概述的預期收益包括：手機電池壽命增加4倍；減少數據中心的碳足跡；提高筆記本電腦運行速度；更快的物體檢測。
對於該公告，IBM研究部高級副總裁兼總監Darío Gil表示：IBM的創新體現在這款新的2nm芯片上，對整個半導體和IT行業都至關重要。它是IBM應對硬技術挑戰方法的產物，並展示了如何通過持續投資和協作研發生態系統方法實現突破。
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即將推出：POWER10
該公告發布之際，IBM準備推出POWER10 CPU系列。在7納米外形規格中，最新迭代的能效、工作負載容量和容器密度是POWER9的三倍。其他功能包括：
內存啟動：支持多PB內存集群和密集型工作負載；
硬件支持的安全性：其前身AES加密功能的4倍；
矩陣數學加速器：用於FP32、BFloat16和INT8計算的AI推理速度提高20倍；
適合混合雲環境，IBM的POWER10與紅帽OpenShift共同優化容器編排。目前，IBM最新芯片的製造屬於行業領先的三星。
IBM的突破會讓英特爾受益嗎？
英特爾和IBM的合作關係可以追溯到近40年前，因此IBM的2nm成就對英特爾來說是個好消息。雖然英特爾不是IBM的主要製造商，但一些分析師預測，這項創新將為英特爾提供跳過摩爾定律一代的資源。
從投資200億美元開發7nm以在2022年發布，英特爾可能會在2024年跳到2nm開發。在那之前幾年，AMD和台積電擁有競爭優勢，英特爾有機會迎接挑戰。
行業影響和IBM聯合開發聯盟
GAAFET芯片設計和IBM 2nm的成功實施對行業來說是個大新聞。雖然這個概念並不新鮮，但IBM是第一個讓它發揮作用的公司，其他半導體市場也會適應。
整個行業可能會取得進展，為了保持競爭力，每個供應商都投入了數十億美元用於研發和資本投資。通過交流和信息共享的窗口，IBM聯合開發聯盟是商業創新如何推動整個行業向前發展的案例研究。從三星和英特爾到AMD、台積電、英偉達等，IBM為許多行業供應商提供支持。
到2020年代中期，預計2nm將成為主導處理器，我們都使用的操作設備將看到更快的處理速度、更低的能耗和電池壽命的大幅增加。
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