Lo smontaggio del Panther Lake rivela nei dettagli l’Intel 18A — TSMC continua a essere leader in termini di densità

SemiAnalysis ha analizzato in profondità il processore Intel Core Ultra 7 365 (Panther Lake), offrendo una prima visione indipendente di ciò che si trova all’interno dei chip e della tecnologia di produzione dei chip più avanzata di Intel fino ad oggi. L’analisi si concentra sul processo 18A di Intel, compreso il nuovo design dei transistor e il sistema di alimentazione sul retro — due tecnologie che l’azienda considera fondamentali per la propria rinascita nel settore manifatturiero.

Il risultato principale è che Intel è riuscita a integrare con successo entrambe le tecnologie in un chip destinato al mercato consumer. Tuttavia, l’analisi tecnica suggerisce anche che il processo 18A sia all’incirca alla pari con il processo N3E di TSMC in termini di densità logica. I nomi «18A» e «N3E» non devono tuttavia essere interpretati come dimensioni fisiche letterali rispettivamente pari a 1,8 e 3 nm: si tratta di etichette dei nodi piuttosto che di misure direttamente comparabili.

Panther Lake è il primo processore di Intel destinato al mercato consumer a utilizzare i transistor RibbonFET, la versione dell’azienda della tecnologia gate-all-around (GAA). Anziché far passare la corrente attraverso le strette «alette» verticali utilizzate nei precedenti progetti FinFET, RibbonFET impiega quattro fogli di silicio orizzontali sovrapposti. Il gate del transistor circonda ciascun foglio, consentendo a Intel un controllo più preciso sulla corrente elettrica che attraversa il transistor e contribuendo a ridurre le perdite.

L’altra modifica significativa è rappresentata da PowerVia, l’implementazione da parte di Intel di un sistema di alimentazione sul lato posteriore. In un processore convenzionale, i segnali di alimentazione e di dati viaggiano attraverso gli strati di cablaggio metallico situati sopra i transistor. PowerVia sposta gran parte della rete di alimentazione sull’altro lato del chip, al di sotto dello strato dei transistor. Ciò libera il cablaggio frontale per i segnali e consente percorsi di alimentazione più corti e più ampi, riducendo potenzialmente la resistenza elettrica e migliorando la stabilità della tensione per i blocchi più esigenti del chip.

Una delle scoperte più interessanti emerse dallo smontaggio riguarda la densità dei transistor, il che ci offre una visione più cauta della posizione competitiva del processo 18A. SemiAnalysis ha misurato la logica di calcolo 18A di Panther Lake e ha riscontrato che presenta all’incirca la stessa densità della logica della GPU realizzata con il processo N3E di TSMC. Si tratta di un risultato significativo per Intel, che negli ultimi anni è rimasta indietro rispetto ai principali produttori di chip a contratto nei processi di produzione avanzati. Tuttavia, SemiAnalysis afferma che il 18A non supera i più recenti nodi N3P e N2 di TSMC, né l’SF2 di Samsung, in termini di densità massima.

Ciò è rilevante poiché la densità dei transistor rimane uno degli indicatori più chiari dei potenziali vantaggi in termini di costi e scalabilità di un nodo di produzione. L’approccio di Intel può comunque offrire vantaggi in termini di alimentazione, flessibilità di instradamento e prestazioni, ma ciò non si traduce automaticamente nella più piccola area logica possibile.

L’analisi mostra inoltre come Intel stia utilizzando chiplet e tecniche di packaging avanzate per combinare diverse tecnologie di processo in un unico prodotto. Il processore integra moduli separati di calcolo, GPU e I/O su una base di silicio passiva utilizzando il packaging Foveros-S. Il tile di calcolo è realizzato con il processo Intel 18A, mentre la GPU è disponibile in due versioni: un tile Xe3 a quattro core prodotto con il processo Intel 3 e una versione più grande a 12 core fabbricata da TSMC utilizzando il processo N3E. Anche i tile I/O sono realizzati da TSMC, utilizzando il suo processo N6 di vecchia generazione.

SemiAnalysis ha rilevato cambiamenti significativi anche all’interno del compute tile. L’analisi dettagliata indica che l’architettura della CPU di Panther Lake rappresenta un’evoluzione piuttosto che una riprogettazione completa. Il suo core performante Cougar Cove mantiene un’area simile a quella del core Lion Cove utilizzato nella generazione precedente, Lunar Lake, anche se la capacità della cache L2 aumenta da 2,5 MB a 3 MB per core. SemiAnalysis stima che Cougar Cove riesca a ospitare il 20% in più di cache L2 in un’area del core di dimensioni simili. Nel contempo, il cluster di core E Darkmont LP a quattro core è più piccolo di circa il 5% rispetto al suo predecessore.

L’analisi tecnica evidenzia inoltre una riprogettazione dell’acceleratore AI di Intel incentrata sull’efficienza. Si afferma che l’NPU 5 di Panther Lake occupi il 36,9 % di superficie in meno rispetto all’NPU 4 di Lunar Lake, pur mantenendo lo stesso numero complessivo di operazioni MAC in formato INT8. Intel ha consolidato l’elaborazione in un numero minore di motori di calcolo neurale più grandi e ha ridotto il numero di memorie scratchpad e DSP SHAVE da 12 a sei. L’NPU 5 aggiunge inoltre il supporto nativo per FP8, un formato di dati a precisione ridotta sempre più utilizzato per l’inferenza IA.

La GPU offre un altro interessante termine di paragone. Un core Xe3 nel tile GT1 basato su Intel 3 è circa il 55 % più grande di uno presente nel tile GT2 a 12 core basato su N3E. In parole semplici, il processo di produzione di Intel è in grado di realizzare la GPU, ma il processo N3E di TSMC consente a Intel di integrare una quantità notevolmente maggiore di hardware grafico nella stessa area di silicio.

Il rapporto di SemiAnalysis non presenta Panther Lake come la prova che Intel abbia già riconquistato un vantaggio decisivo in termini di processo. Mostra invece un’azienda che ha raggiunto un traguardo tecnicamente importante: ha introdotto nuovi metodi di realizzazione dei transistor e di erogazione dell’alimentazione in un chip per PC commerciale. Tuttavia, il processo 18A deve ancora dimostrare di poter garantire a Intel un vantaggio duraturo rispetto a TSMC in termini di prestazioni, efficienza e costi di produzione.