7nm处理器的优点和缺点

朗锐智科

前段时间，AMD宣布7-nm Epyc x86 CPU和Vega GPU为业界带来了一股新希望，这些芯片将降低高端处理器的成本。这个消息还提供了一个前沿工艺技术收益递减的例子，并引发了对加速器开源代码质量的担忧。

针对《EE Times》日前发布的AMD 7-nm晶片新闻报导，德国的一位科学研究人员哀叹，高端Nvidia V100的价格高达1万美元，使其无法在研究经费使用原则下轻松订购。

英国的一位研究人员则指出，对于欧洲买家来说，动辄超过15,000美元的价格实在让他们吃不消，但英特尔(Intel)和Nvidia的毛利率至少都有63%。

他说：我知道Nvidia打造了十分出色的产品，但......这个(价格)问题只能透过CPU和GPU的市场竞争加剧来解决。AMD、Cavium/Marvell、富士通(Fujitsu)和Ampere等公司请加把劲向前进展......，我们的科学由于正因为目前这样的情况而受折磨。

讨论主题中的另一个人发布了一张图表（下图），显示了随着公司追求更高性能零件，Nvidia GPU的芯片尺寸不断增加。

AMD显然也在试图降低其7-nm Epyc x86 CPU的成本，因而在14-nm芯片上建置其内存控制器以及I/O。但AMD新部件的价格竞争还有待观察。如果7纳米产品比预期的更成功，AMD可能会发现自己受到台积电（现为其唯一的7纳米供应商）所能获得的晶圆数量的限制。

在部件首次亮相之前，英特尔宣布将其所有容量都集中在高端设备上，声称它无法满足PC需求的复苏。但总体需求实际上并没有上升；国际数据公司的分析师马里奥·莫拉莱斯说，相反，英特尔可能一直在试图诱使AMD追求低端产品市场。

尽管企业需求稳步提升，PC市场并未见成长中。Morales表示，事实上，中国的桌面计算机和笔记本电脑市场——代表整个PC市场中最大部份，目前正略微下滑。

研究人员看好新的AMD组件引爆价格竞争的潜力。但他们也在Twitter上抱怨GP-GPU的软件状态。他们说，Nvidia的大多数程序代码仍然是专有的，而且，Nvidia和AMD提供的开源程序代码也都不尽如人意。

质量低劣的代码从一开始就是AMD GPU计算软件堆栈的“致命弱点”，一位研究人员表示。

“我很高兴AMD Radeon开源Linux驱动程序实际上包含所有计算组件（与Nvidia相反），”另一位研究人员说。“然后，有缺陷的开源软件仍然禁止广泛采用。”

“请让CUDA成为一个开放的生态系统，其他各方可以为未来的功能提供输入或为CUDA API实现自己的运行时，”英国一位研究人员表示，他指的是Nvidia的GP-GPU软件。

另一位研究人员说：“如果每个人都建置了CUDA，就必须建置CUDA性能模型，而这将会妨碍创新，对于加速来说更糟糕。我们需要一个更能够适应其他处理器公司各种创新的生态系统。”此外，“还需要为Nvidia特定OpenCL扩展添加档案......以及聘请一些人来处理有关其错误追踪器的问题。”

美国的一位研究人员表示，“在客户要求高质量建置开放平行编程标准之后，情况才会改善......而且我们的科学也会受到影响。”

来自AMD、英特尔和Nvidia的几位代表纷纷加入讨论，捍卫各自公司所做的努力。

一家供货商表示，“OpenMP 5.0现已问世，这对GPU运算来说也是非常令人兴奋的。我知道AMD的Greg Rodgers、Nvidia的Jeff Larkin与其他OpenMP工作组在这方面投入许多努力以实现目标。”

7nm的优势不如最初期

在硬件方面，AMD的Epyc和Vega是7-nm节点上的首批现实检查。

台积电在2017年3月表示，与其16FF +节点相比，其工艺可提供高达35％的速度提升或60％的低功耗。然而，AMD仅声称其芯片的速度将比其14纳米产品提高25％或功耗降低50％。

“台积电可能一直在测量像环形振荡器这样的基本设备，我们声称它是真正的产品，”Mark Papermaster在当天接受采访时表示7纳米芯片已经曝光。

“摩尔定律正在放缓，半导体节点更加昂贵，而且我们没有得到我们过去常常得到的频率提升，”他在发布会上的一次谈话中说，称7-nm迁移“是一个粗略的提升，增加了掩模，更多的抵抗和寄生。“

展望未来，使用极紫外光刻（EUV）的7纳米节点将“主要利用效率和一些适度的设备性能机会，”他在采访中说。

对于AMD来说，在标准有机封装上使用7-nm和14-nm芯片混合使用类似于三星转向3D NAND。它通过其他人可能采用的方法为公司留出了成本喘息的空间。

毫无疑问，领先的节点正在呈现历史性挑战。

英特尔目前正在亚利桑那州钱德勒推出一款采用EUV的7纳米晶圆厂，但预计至少在明年年底之前不会有产量。Tirias Research的负责人Jim McGregor表示，即便是英特尔目前的14纳米产量也“高于门槛，但产品差异很大”。