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Intel a publié une notification de changement de produit  (PCN) assez étonnante puisqu'elle concerne les Intel Core M-5Y70, 5Y10 et 5Y10A, des processeurs qui ne sont pas encore sortis puisqu'il s'agit des premiers Broadwell !

Ce document indique que la demande du marché à basculé vers d'autres modèles (sic) et Intel précise qu'il ne sera possible de commander ces processeurs que jusqu'au 26 septembre, avec des livraisons pouvant s'étaler jusqu'au 28 novembre.

Derrière ce PCN pour le moins étonnant se cache probablement l'arrivée assez rapide d'un nouveau stepping venant corriger quelques soucis, comme par exemple le celui du TSX, mais rien n'est précisé à ce niveau.

Le document révèle au passage les fréquences des puces, à savoir respectivement 1.1 GHz, 800 et 800 MHz. Pas de panique, les PCN reprennent les fréquences de base et non les fréquences Turbo, et le fait qu'elles soient basses n'est guère étonnant puisque Intel vise pour rappel un TDP de l'ordre de 5 watts pour ces Broadwell-Y intégrant au sein d'un même packaging un die 14nm pour les 2 cœurs Broadwell 2 cœurs 14nm et un HD Graphics avec 24 EUs ainsi qu'un autre die 32nm pour le chipset Broadwell PCH-LP 32nm.

En marge de son annonce sur Broadwell-Y, Intel a partagé quelques détails sur son process 14nm. Comme vous le savez, le process 14nm d'Intel souffre de retards. Le constructeur avait annoncé qu'il décalerait la mise en production d'un trimestre en novembre dernier, tout en publiant des indications autour de ses yields qui laissaient entendre un retard de 6 mois.

En pratique, il est difficile de mesurer réellement le retard du process même si Intel a partagé ce nouveau graphique de yields :

Plusieurs choses à voir sur ce graph, d'abord, si vous vous souvenez du dernier graphique de yields présenté par Intel, celui-ci diffère fortement. Là où le premier était aligné par rapport au début du développement du process, les graphiques sont désormais alignés sur la qualification du premier produit (Ivy Bridge en 22nm, Broadwell-Y en 14nm), étape préalable à la mise en production. Intel indique sur ce graphique que la qualification de Broadwell-Y a eu lieu en fin de second trimestre et qu'il est actuellement en production en volume. Si l'on ne connait pas la date précise de qualification d'Ivy Bridge, on sait que la production en volume avait débuté au troisième trimestre 2011, ce qui met donc au minimum deux ans et neuf mois entre la mise en production en volume du 22nm et celle du 14nm.

L'autre point le plus important concerne (on passera sur l'échelle absente une fois de plus) l'écart de yields entre la mise en production d'Ivy Bridge et celle de Broadwell-Y. Le constructeur a choisi, comme nous le supposions en novembre dernier, de lancer la production avec des niveaux de yields inférieurs. En pratique, le décalage de yields pour la mise en production, si l'on prend en compte la prédiction pour les prochains mois est de quatre mois (voir la ligne violette que nous avons rajouté au graphique). Ce qui ne signifie pas quatre mois de retard pour ce process – rappelez-vous que les graphiques ne sont plus alignés ! – mais qu'Intel a anticipé la mise en production de quatre mois par rapport à celle d'Ivy Bridge. Il est probable que, plus que le niveau de yields, ce soit une date butoir qui ait été utilisée pour déterminer la mise en production afin de s'assurer qu'un produit soit « livré » cette année.

En soit, ce choix est logique : le constructeur peut ainsi proposer un peu plus tôt des produits quitte à sacrifier sur ses marges, tout en honorant - on l'imagine - des contrats auprès de ses partenaires et en pouvant montrer aux investisseurs qu'un produit en 14nm a bel et bien été lancé en 2014. En pratique, si Intel pourra effectivement « lancer » un premier produit cette année, le gros du volume en 14nm devra attendre. Le constructeur ne le cache pas en indiquant que ses yields devraient être acceptables au premier semestre 2015 pour la production en volume de produits vendus en plus larges quantités que les Broadwell-Y.

Intel est également revenu sur la compétition en proposant une nouvelle version de son graphique à propos de la densité qui avait largement fait débat :


Cette fois ci, le constructeur mélange IBM et TSMC parmi ses concurrents, et met de côté Samsung (pour rappel, Samsung et GlobalFoundries ont annoncé un partenariat sur le 14nm autour du process 14nm développé par Samsung, hors de la Common Platform – l'alliance qui liait Samsung et GlobalFoundries à IBM). Le constructeur a le mérite d'indiquer la formule qu'il utilise pour mesurer la densité ce qui n'était pas le cas auparavant.

La densité des puces est un sujet pour le moins complexe et si la formule annoncée par Intel (gate pitch – l'écart entre deux transistors multiplié par metal pitch – l'écart de la couche métallique la plus basse qui sert à l'interconnexion des transistors) est correcte, elle ne prend en compte qu'en partie la question de la densité.

Intel a par exemple toujours été en retard sur ses concurrents sur la question du metal pitch. Le 22nm d'Intel disposait d'un metal pitch de 90nm… tout comme le 28nm de TSMC. En pratique, pour le 14/16nm, voici les chiffres qui sont annoncés :


C'est sur cette formule (90x64 comparé à 70x52) qu'Intel annonçait un gain de 35% par rapport à TSMC. Bien sur, la densité finale d'une puce ne dépend pas que de cette formule, les règles de design, la taille des SRAM, et d'autres facteurs jouent de manière importante sur la densité « réelle » de transistors obtenus au mm2 sur une puce, la formule metal pitch x gate pitch n'indiquant que le cas « idéal ». C'est sur ces autres facteurs que TSMC estime gagner 15% de densité « réelle » au total entre son process 20 et 16nm. Si l'on ne peut pas reprocher à Intel de choisir la formule qui l'arrange le plus pour mettre ses produits en avant, on peut apprécier que cette fois ci, la formule choisie soit au moins précisée !

On notera par contre qu'Intel continue d'ignorer Samsung qui devrait pourtant être son plus sérieux concurrent sur le 14nm. Samsung pour rappel avait annoncé une production en volume de son process 14nm pour la fin de l'année 2014.


Sur le papier et comme indiqué plus tôt, le process d'Intel semble être supérieur aux autres process 16/14nm de première génération annoncés (on se souviendra que et TSMC, et Samsung ont annoncés une seconde version de leurs process), en partie par le choix fait d'obtenir une réduction forte sur la taille des interconnections atteignant un metal pitch de 52nm qui sera en avance pour la première fois depuis plusieurs process sur ce que proposeront ses concurrents.


Il s'agira également de la seconde génération de FinFet pour Intel. Outre l'apprentissage effectué par le premier, on peut noter sur les photos fournies par le constructeur quelques changements dans la forme des Fin. Là ou en 22nm les gates avaient une forme trapézoidale, les fins ont désormais une forme rectangulaire plus proche de la forme idéale attendue. On se souviendra qu'IBM et la Common Platform avaient soulevés les questions de forme et de variabilité du process d'Intel :


Il sera intéressant de voir si Samsung (et TSMC) aura comme le laissait entendre IBM à l'époque appris de la première version du process d'Intel.


On notera également une augmentation de la hauteur des fins (de 34nm à 42nm) qui devrait permettre une amélioration des performances, quelque chose qui devrait être très utile notamment sur les usages SoC pour limiter la consommation. Si Intel ne donne pas de chiffre de performances concernant les transistors, le constructeur donne quelques chiffres concernant Broadwell-Y. Sur cette puce, et par rapport à son équivalent Haswell, les courants de fuites seraient réduits par deux, avec un rapport performance par watt de 2x.

Pour résumer, Intel semble avoir fortement optimisé son process pour les usages mobiles qui sont aujourd'hui les marchés les plus porteurs (qu'il s'agisse des PC portables ou des tablettes/smartphones) et il sera intéressant de voir comment les gains (forts) annoncés sur Broadwell-Y se traduiront sur le reste des produits 14nm du constructeur. Si le retard d'Intel dans la mise au point de son process est conséquent, et que le lancement de Broadwell-Y se fait dans des conditions non optimales (yields plus faibles qu'attendus, et produits à fort volumes repoussés en 2015), le constructeur semble disposer sur le papier d'un process solide et ambitieux, qui semble corriger les problèmes de sa première génération FinFet. Reste que les délais dans sa mise au point ont permis à la concurrence de se rapprocher - au moins dans les annonces avec un Samsung qui devrait être particulièrement agressif. L'avantage technique apporté par ses process de fabrication reste toujours réel et important pour Intel, et sur le papier son 14nm devrait permettre à Broadwell-Y des avancées notables. Mais la domination d'Intel sur le sujet des process ne semble plus - si l'on s'en tient aux annonces respectives des uns des autres - aussi hégémonique qu'elle le fut ces dernières années.

Intel a livré des détails supplémentaires sur son architecture Broadwell et les processeurs Core M qui seront les premiers à en bénéficier d'ici à la fin de l'année.

Côté architectural tout d'abord, Intel a détaillé les diverses améliorations intégrées lui permettant au final d'annoncer une hausse d'IPC supérieur à 5% par rapport à Haswell. Comme souvent, la prédiction de branchement a été améliorée, tout comme le TLB mais aussi la multiplication en virgule flottante ou encore la division. Intel précise que ces améliorations ont été introduites sur la base d'un rapport Performance:Puissance de 2:1, c'est-à-dire qu'un gain de 2% de performance ne devait pas entraîner plus d'1% de hausse de consommation, contre 1:1 pour les améliorations intégrées dans Haswell.


L'iGPU a également droit à ses améliorations, avec 20% d'unités d'exécutions mais aussi 50% d'unités de texturing supplémentaire. Intel saupoudre par-dessus des améliorations micro architecturales qui devraient permettre une efficacité accrue, pour peu que l'iGPU ne soit bien sûr pas limité par la bande passante mémoire.

Concernant le Core M, il s'agit de Broadwell-Y c'est-à-dire une version intégrant au sein d'un même packaging un Broadwell 2 cœurs 14nm, un HD Graphics avec 24 EUs ainsi que le chipset Broadwell PCH-LP, qui reste lui gravé en 32nm mais avec des optimisations permettant de réduire sa consommation au repos de 25% et en charge de 20%.


Pour cette déclinaison de Broadwell, Intel vise clairement la basse consommation via son process 14nm et met même en avant son intégration au sein de tablettes fanless d'une épaisseur de 9mm. Il est question d'une réduction supérieur à 2x du TDP, malgré un niveau de performance supérieur, vis-à-vis de Haswell-Y dont le TDP est de 11.5 watts et par ailleurs Intel indique qu'il faut atteindre les 5 watts pour son objectif fanless… dès lors le TDP des Core M les plus économes, si il n'est pas mentionné, semble clairement de 5 watts.



Toujours dans le but d'une intégration plus poussée, Intel a nettement réduit la taille de la puce. Au niveau du die tout d'abord, cette version de Broadwell fait 0.63x son équivalent Haswell grâce au passage en 14nm et malgré les fonctionnalités supplémentaires (on serait à 0.51x sans ces dernières). Mais le packaging a également été amélioré puisqu'un Broadwell-Y mesure 30x16.5x1.04mm, contre 40x24x1.5mm pour un Haswell-Y. La surface est donc quasiment divisée par 2, alors que la hauteur est réduite de 30%. Selon Intel il serait possible de faire des cartes mères 25% plus petites avec Broadwell-Y.

Voilà donc des avancées qui semblent prometteuses sur le papier pour Broadwell-Y. Reste à savoir si elles permettront à Intel de percer sur les marchés qui seront désormais ouvert à la gamme Core, et si le 14nm se montrera aussi efficace lorsqu'il sera décliné sur des puces plus performantes. Pour celles-ci il faudra malheureusement attendre l'an prochain !

En octobre 2013, Intel avait annoncé que la mise en production des puces Broadwell en 14nm était repoussée d'un trimestre et désormais prévue pour ce premier trimestre 2014, la faute à des yields plus faibles qu'attendus. Le lancement commercial des puces était pour sa part maintenu, sans plus de précision, au second semestre 2014.

On en sait maintenant un peu plus sur le calendrier de lancement grâce à la publication de deux extraits de roadmap par VR-Zone  concernant les plans d'Intel pour les Broadwell à deux cœurs 15W et 28W destinés aux portables. Ce n'est ainsi qu'au quatrième trimestre qu'une partie de la gamme 15W passera à Broadwell, alors qu'il faudra attendre le premier trimestre 2015 pour la gamme 28W.

Voilà qui confirme les rumeurs persistantes de ces dernières semaines indiquant que les problèmes d'Intel sur son 14nm n'étaient pas encore complètement résolus, malgré les informations d'Intel en fin d'année passée qui se voulaient rassurantes.

Lors d'une conférence dédiée à ses résultats, TSMC a donné quelques détails intéressants sur ses procédés de fabrication en cours et à venir, ainsi que répondu vivement à certaines critiques d'Intel.

Si l'on s'intéresse plutôt aux process à venir, TSMC a donné quelques nouvelles de la version 28HPM, une version high-k metal gates de son 28nm visant les hautes performances mobiles. Le fondeur indique que 100 tapeouts de la part de 60 clients différents sont attendus sur ce process cette année.

Plus surprenant, TSMC a indiqué être en avance sur son planning pour le 20nm. Prévu pour février en production en volume, le fondeur a annoncé que cette dernière avait déjà commencée dans deux fabs (12 et 14). TSMC insiste sur le volume très important attendu pour cette année, le 20nm devant compter pour 10% du revenu total de TSMC sur 2014. A titre de comparaison sur 2013, le 28nm représentait 30% du revenu de la société.


Concernant le 16nm, TSMC est revenu sur le graphique ci-dessus qu'Intel avait présenté à ses investisseurs à la fin du mois de novembre. Comme nous l'avions noté à l'époque, le graphique en plus d'être basé sur des informations assez anciennes n'était même pas exact (TSMC estimait à l'époque un gain de 5% de densité entre le 20 et le 16nm).

TSMC corrige et enfonce un peu le clou en communiquant de nouvelles informations. Le 16 nm du constructeur utilisera pour rappel des transistors FinFET (baptisés Tri-Gate chez Intel) dont les performances et la forme diffère. TSMC indique que les gains de performances obtenus sur les transistors, combinés à des améliorations au niveau de la manière dont on les place permet en pratique de voir un gain de densité de 15%.


Parmi les autres questions évoquées, le fondeur a également indiqué son scepticisme par rapport à la technologie EUV et si TSMC espère pouvoir utiliser l'EUV en 10nm, cela est plutôt considéré comme un plan B qui permettrait de réduire les couts. TSMC dispose dans ses cartons d'une solution pour le 10nm qui ne requiert pas l'EUV, quelque chose qui fait écho à ce que nous avait dit Mark Bohr en 2012 pour Intel.

On notera enfin que le fondeur a qualifié rapidement les gains attendus côté performances des transistors, un gain de 20% est attendu entre le 28HPM et le 20-SoC, et un gain de 30% entre 20-SoC et 16-FinFET. Ce dernier avait été annoncé en production en volume pour février 2015, TSMC n'a pas donné d'estimation plus précise dans sa conférence.