Intel อวดของแผ่น Wafer 450 mm แผ่นแรกของวงการ พร้อมเปิดตัวซิลิกอนแบบ 14 นาโนเมตร
flickr:8470463127

ในงาน SEMI Industry Strategy Symposium (ISS) ล่าสุดเมื่ออาทิตย์ที่ผ่านมา Intel ได้นำเอาเทคโนโลยีใหม่ล่าสุดอันเป็นความภาคภูมิใจมาโชว์อีกแล้ว ซึ่งนั่นก็คือแผ่นเวเฟอร์วงจรขนาด 450 มิลลิเมตร แผ่นแรกของวงการ ซึ่งเป็นที่แข่งขันกันมาก่อนหน้านี้สักระยะระหว่างโรงงานผู้ผลิตชิปทั่วโลก ว่าใครจะได้เป็นเจ้าแรกที่จะสามารถผลิตออกมาได้ก่อนกัน และก็ไม่พ้นยักษ์ใหญ่รายนี้อีกเช่นเคย ซึ่งจะผลดีต่อการเพิ่มกำลังการผลิตได้เป็นอย่างดี

นอกจากนั้น Intel ยังได้ประกาศเปิดตัวการสร้างซิลิกอนแบบ 14 นาโนเมตรอีกด้วย โดยจะสามารถผลิตได้ใน 3 โรงงาน และพร้อมเริ่มผลิตในปีนี้เลย ถือเป็นเทคโนโลยีที่ก้าวกระโดดข้ามจาก 22 นาโนเมตรเดิม ที่ใช้กับตระกูล “Ivy Bridge” และ “Haswell” ไปอีกขั้น เทคโนโลยีใหม่นี้ จะถูกนำเอาไปใช้กับชิปในตระกูล “Broadwell” ที่ถือเป็นชิปสายพันธุ์ Core รุ่นที่ 5 ซึ่งตามแผนก็น่าจะเป็นปี 2014 ที่จะปล่อยออกมาให้ได้ใช้งานกัน แต่อย่างน้อยตัวทดสอบ หรือทดลองสำหรับวิศวกร ก็น่าจะมีออกมาให้ได้เห็นกันในปีนี้ สำหรับโรงงาน 3 แห่งที่สามารถผลิตได้นั้น ก็จะมี D1X ใน Oregon, Fab 42 ใน Arizona และ Fab 24 ใน Ireland

flickr:8471559792

ตัวบริษัท Intel นั้น ที่ผ่านมาได้ดำเนินการพัฒนาชิปไปตามกฏของมัวร์มาโดยตลอด นั่นคือจะทำการเพิ่มจำนวนทรานซิสเตอร์สองเท่า ในทุกๆ 1 ปีครึ่ง (ช่วงหลังๆ เปลี่ยนเป็นทุก 2 ปี) มาโตยตลอด โดยปัจจุบันนี้จำนวนทรานซิสเตอร์ของชิปประมวลผลที่ระดับสถาปัตยกรรม 22nm นั้นสูงถึงกว่า 1.4 พันล้านตัวในชิปประมวลผลหนึ่งตัวเข้าไปแล้ว โดยในสถาปัตยกรรมระดับต่อไปนั่นคือระดับ 14nm ที่จะใช้โค้ดเนมว่า Broadwell นั้น ล่าสุดทาง Justin Rattner ผู้ดำรงตำแหน่ง CTO ของ Intel ได้ออกมาเปิดเผยแล้วว่า ทาง Intel กำลังพัฒนาตัวชิปต้นแบบอยู่ โดยในขณะนี้อยู่ในระหว่างการดำเนินการผลิตแผ่นเวเฟอร์ขนาด 18 นิ้ว เพื่อใช้สำหรับการทดสอบอยู่ ซึ่งคาดการณ์ว่าน่าจะออกมาได้ทันตามกำหนดการในอีก 1-2 ปีข้างหน้าแน่นอน (ส่วน Haswell ที่จะมาในปีหน้ายังคงเป็น 22nm อยู่)

flickr:8470463149

โดยตามกำหนดการนั้น ช่วงปลายปีหน้าจะเริ่มเข้าสู่ยุคของชิปประมวลผลระดับสถาปัตยกรรมที่ 14nm โค้ดเนมว่า Broadwell ทั้งในกลุ่มของ CPU ปกติ และแบบชิป SoC ซึ่งภายในชิปจะรวมส่วนควบคุมการทำงานเช่น ชิปเซ็ต, Memory Controller และ GPU อยู่ใน CPU ด้วยเลย (อาจจะได้เห็นชิปกลุ่มนี้อยู่ในแท็บเล็ต) ส่วนในปี 2015 ก็จะเป็นยุคแห่งการพัฒนาชิปในระดับสถาปัตยกรรมที่ 10nm สำหรับปีถัดๆ ไป จากนั้นก็เปลี่ยนถ่ายไปยัง 7nm และ 5nm ในภายหลัง ซึ่งในจุดนี้ Rattner ก็ยืนยันว่า Intel ยังคงสามารถยึดหลักการพัฒนาชิปประมวลผลตามกฏของมัวร์ได้อยู่เช่นเดิม และจะยังทำตามกฏไปได้อีกไม่ต่ำกว่า 10 ปีอีกด้วย

ส่วนในฝั่งคู่แข่ง เช่นชิปในกลุ่ม ARM นั้น หัวหอกหลักที่มีความเพียบพร้อมทั้งด้านเทคโนโลยีและกำลังการผลิตอย่าง Samsung ซึ่งมีแผนจะเข้าสู่ยุคของชิประดับสถาปัตยกรรม 20nm ในปีหน้า โดยในขณะนี้กำลังทำการพัฒนาชิปในระดับ 14nm ล่วงหน้าแล้ว ส่วนรายของ TSMC นั้นเพิ่งจะเริ่มผลิตชิปในระดับ 20nm ได้ และจะผลิตชิประดับ 20nm ที่ใช้โครงสร้างภายในแบบใหม่อย่าง 3D FPGA เข้าสู่ตลาดในช่วงกลางปีหน้า แต่คงมีจำนวนไม่มากนัก

ด้านของ GlobalFoundaries นั้น ประกาศอย่างเป็นทางการว่า กระบวนการผลิตชิปประมวลผลระดับสถาปัตยกรรม 14nm รุ่นทดสอบที่ใช้โครงสร้างภายในแบบ FinFET นั้น จะเริ่มได้ในช่วงปลายปีหน้า ส่วนการผลิตในระดับอุตสาหกรรมเชิงพาณิชย์จะเริ่มได้จริงๆ ก็ช่วงปี 2014 เลย

สรุปข่าว

บริษัทผู้ผลิตแผงวงจรประมวลผลรายใหญ่ของโลกได้แสดงแผนการพัฒนาแผงวงจรประมวลผลโดยแนวโน้มของสถาปัตยกรรมของแผงวงจรประมวลผลมีแนวโน้มที่จะเล็กลงจากปัจจุบันที่อยู่ที่เทคโนโลยี 22 นาโนเมตร ในปี 2013นี้ก็จะมีการผลิตแผงวงจรที่ใช้เทคโนโลยีใหม่คือมีขนาดที่ 14 นาโนเมตรโดยใช้ชื่อสถาปัตยกรรมดังกล่าวว่า Broadwell โดยแผงวงจรประมวลผลดังกล่าวจะรวมส่วนควบคุมการทำงานของส่วนประกอบของฮาร์ดแวร์ที่สำคัญของอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ทั้งในส่วนการประมวลผลด้านตัวเลขและกราฟิกและยังมีขนาดเล็กลง แต่ในการผลิตชิปดังกล่าวก็ได้มีการพัฒนาด้านเทคโนโลยีการผลิตให้สามารถผลิตได้เยอะขึ้นในครั้งเดียว แผงวงจรประมวลผลดังกล่าวจะถูกผลิตบนแผ่นซิลิกอนเวเฟอร์ขนาด 450 mm หรือ 18 นิ้วซึ่งถือได้ว่าเป็นขนาดใหญ่ที่สุดตั้งแต่มีการผลิตแผ่นซิลิกอนของแผงวงจรประมวลผล การพัฒนาตามแผนพัฒนาที่ทาง Intel ได้กล่าวไว้ในเนื้อหาข่าวนนั้นเป็นไปตามกฎของมัวร์ ที่จะมีการเพิ่มจำนวนของ transistor เป็นสองเท่าในทุกๆ 1ปี

วิเคราะห์ข่าว

ลักษณะของเทคโนโลยี

เทคโนโลยีที่ได้นำเสนอนั้นคือเทคโนโลยีในการออกแบบหน่วยประมวลผลของอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ให้มีความสามารถในด้านต่างๆของการประมวลผล ทั้งด้านตัวเลขและกราฟิกให้ดีขึ้น และยังเพิ่มหน่วยความหนาแน่นของ transistor ให้เพิ่มขึ้นต่อหน่วยพื้นที่ ที่เท่ากันของเทคโนโลยีในปัจจุบัน โดยอาศัยการออกแบบทางสถาปัตยกรรมทาง transistor และเทคโนโลยีในการผลิต chip ให้มีขนาดเล็กลงจนถึง 14 nm

เทคโนโลยีดังกล่าวได้ถูกคิดค้นโดยบริษัท Intel ยักใหญ่แห่งของผู้ผลิตชอปประมวลผล โดยทาง Intel ได้ตั้งชื่อให้กับเทคโนโลยีดังกล่าวว่า “Broadwell” ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่พัฒนาอย่างต่อเนื่องจากสถาปัตยกรรมปัจจุบันคือ 22 nm “Haswell” และจะเป็นเส้นทางในการนำไปสู่เทคโนโลยี 10 nm และ 7nm ตามลำดับ

จุดเด่นของเทคโนโลยี 14 nm

ในเทคโนโลยี 14 nm นั้นจะมีการพัฒนาเพิ่มเติมในประสิทธิภาพของการประมวลผลและลดอัตราการสิ้นเปลืองพลังงานของการประมวลผล ดังภาพ โดยประสิทธิภาพในการประมวลผลจะเพิ่มขึ้น 20 – 50 % และ การสิ้นเปลืองพลังงานลดลง 40 – 60%

flickr:8470462995

การเพิ่มประสิทธิภาพดังกล่าวเป็นผลมาจากการสามารถในการพัฒนาระยะห่างระหว่าง Diffusion layer ให้มีขนาดที่เล็กลงโดยมีความห่างเพียง 14 nm ทำให้การส่งผ่านของกระแสไฟฟ้ามีประสิทธิภาพมากขึ้น และลดการสูญเสียระหว่างทางจึงสิ้นเปลืองน้อยลง ดังภาพวิวัฒนาการด้านล่างที่มีการพัฒนาของ Diffusion layer เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ และลดต้นทุนของการผลิต

flickr:8470462779

ในการลดต้นทุนของการผลิตอีกวิธีหนึ่งที่ทำให้ราคาของ ชิป มีราคาถูกลงคือการเพิ่มขนาดของเวเฟอร์ในการสร้างชิปมีขนาดใหญ่ขึ้น ทำให้สามารถผลิตได้ทีละมากๆ ซึ่งในเทคโนโลยี 14nm นี้ก็สามารถที่จะสร้างบนเวเฟอร์ที่มีขนาดใหญ่ที่สุดคือ 450 mm

flickr:8471559354

การเพิ่มขนาดเวเฟอร์ทำให้จำนวนการผลิต ชิป เพิ่มขึ้น โดยจะได้ประโยชน์จาก economy of scale แต่ก็ต้องเสี่ยงกับการลงทนที่สูงเพื่อเพิ่มขนาดดังกล่าว อย่างไรก็ตามเทคโนโลยีดังกล่าวก็พัฒนาเพื่อเทคโนโลยีในวันข้างหน้าและตอบสนองต่อชีวิตประจำวันของผู้ใช้งาน

อนาคตของเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์

จากปัจจุบันและในอนาคตอันใกล้ขนาดของการผลิต diffusion layer จะมีขนาดเล็กลงเรื่อยๆ เป็นผลทำให้ประสิทธิภาพของการประมวลผลที่ดีขึ้น และยังใช้พลังงานที่น้อยลง นอกจากนี้แล้วยังมีการรวมศูนย์การประมวลผลของหน่วยต่างๆ ไม่ว่าจะเป็น GPU, CPU, Chip set controller มาอยู่ในหน่วยประมวลผลเพียงตัวเดียว ทำให้ขนาดของอุปการณ์คอมพิวเตอร์จะมีขนาดเล็กลง กะทัดรัด น้ำหนักเบา และพกพาได้สะดวกมากยิ่งขึ้น ทำให้การใช้เทคโนโลยีของคอมพิวเตอร์มีมากขึ้น

flickr:8470462743
ภาพแสดงภายในส่วนประกอบของหน่วยประมวลผลในปัจจุบัน

แนวโน้มเทคโนโลยีสามารถที่จะประมวลผลที่ซับซ้อนได้มากขึ้นและรวดเร็ว ตลอดจนมีหน่วยความจำที่มากขึ้น การส่งผ่านข้อมูลประมวลผลที่รวดเร็วและแสดงผลต่อผู้ใช้ได้ทันต่อการใช้งาน ดังนั้นการเทคโนโลยีในอนาคตอาจมีรูปแบบที่แตกต่างไปจากอดีตและปัจจุบัน การนั่งหรืออยู่กับที่เพื่อรับสื่ออาจไม่ใช่ความจำเป็น แนวคิดและพฤติกรรมของผู้ใช้ก็ย่อมเปลี่ยนแปลง เทคโนโลยีการส่งผ่านข้อมูลข่าวสารจะเข้ามามีบทบาทในชีวิตประจำวันมากขึ้น และอุปกรณ์การรับส่งข้อมูลก็จะมีให้เลือกใช้งานอย่างหลากหลายและหลายฟังก์ชั่นการใช้งาน อีกทั้งยังมีราคาที่สามารถหาซื้อได้ง่ายจากการผลิตที่มีอย่างต่อเนื่องและมากมาย การขาดแคลนเทคโนโลยีในภูมิภาคส่วนใหญ่ก็จะน้อยลงและเป็นวงจำกัด

ผลกระทบของเทคโนโลยีต่อชีวิตประจำวัน

จากการที่มีการพัฒนาในเทคโนโลยีในด้านการประมวลผลอย่างต่อเนื่องส่งผลให้อุปกรณ์คอมพิวเตอร์มีขนาดเล็กกะทัดรัด ประหยัดพลังงาน ทำให้การพกพาอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ทำได้สะดวกขึ้น และการหลอมรวมของอุปกรณ์ต่างๆให้เข้าไปอยู่ในอุปกรณ์เพียงชิ้นเดียวก็มีมากขึ้น Notebook และ tablet จะเข้ามามีบทบาทสำคัญ ในการติดต่อทางธุรกิจการทำธุรกรรมต่างๆก็สามารถทำได้รวดเร็วและสะดวกมากยิ่งขึ้น เนื่องจากแนวโน้มในด้านราคาของอุปกรณ์คอมพิวเตอร์จะถูกลง การใช้อุปกรณ์ต่างจึงเพิ่มมากขึ้นและอาจเข้ามาเป็นสิ่งสำคัญในชีวิตประจำวันและทำให้ชีวิตประจำวันเปลี่ยนแปลงไปสู่ digital มากยิ่งขึ้น

flickr:8471559342

Reference
http://notebookspec.com/cto-intel-14nm/140204/
http://notebookspec.com/intel/
http://www.intel.com/content/www/us/en/intel-developer-forum-idf/san-francisco/idf-2012-san-francisco.html

จัดทำโดย
Chayathorn Saklang 5510221043

Unless otherwise stated, the content of this page is licensed under Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 License