當前，能夠邁入7/10nm這個先進半導體工藝節點的廠商只剩下臺積電三星 和 英特爾三家了，關於臺積電和三星的先進半導體情況，我已經分別在之前的文章中做了介紹（三星：白嫖版 或 V+完整版 ，臺積電：白嫖版 ），而今天的主角則是最後一家 Intel 了。和臺積電與三星不同，Intel到目前為止都沒有任何實質意義上的代工，其工藝主要是為自己產品而生，所以沒有五花八門的子節點，沒有命名注水，一切都簡單明瞭。 本文為白嫖版，部分內容略有刪減，V+版請參考：傳送門

在半導體飛速發展的那個年代，Intel一直是摩爾定律的忠實旅行者，也一直是先進技術的探索者。 在過去，Intel 的工藝基本每隔兩年就會演進一個節點，並且Intel 也幾乎都是最早將HKMG FinFet等關鍵技術引入的廠商，再配合Tick-Tock戰略，Intel 過去那幾年毫無疑問是領軍者，直到10nm的滑鐵盧。由於我們介紹的是先進半導體，本文就從14nm開始，介紹一些14nm的變種情況，介紹目前不成熟但是量產了的10nm，以及正在研發探索中的7nm。

祖傳 14nm

尷尬的初初代 14nm

雖說Intel在之前的節點已經出現過工藝發展步伐變慢的跡象（例如65nm），但真正爆發問題的節點則是14nm。 經過多次延遲後，14nm最終在 2014年發佈，以TDP僅為4.5W的Broadwell-Y形式登場，隨後再15年出附近先後發佈了Broadwell-U Broadwell-C Broadwell-H等一系列產品。

Intel選擇Broadwell-Y首發14nm，無非就是因為那時候的14nm非常不成熟，不僅是良品率不足，連性能都非常不堪。 工藝發展到今天，製程的微縮可能反而會導致性能下降（即無法高頻 並且高頻下的能耗比還不如前代）。 初代14nm 就是這樣的產物，14nm在4.5W 15W這樣的低功耗場景上表現還可以，但是一旦需要性能，這個初代14nm就不行了。 Intel當然也知道這一點，所以第五代酷睿處理器是酷睿i系列史上第一款沒有真正意義的桌面級處理器的世代，Intel選擇了繼續打磨22nm和Haswell。

雖然Broadwell沒有桌面級，不過服務器 HEDT裡還是有的，Broadwell-E/EP，只不過也是很勉強的用了14nm而已。

繼續尷尬的初代14nm

在Haswell-Refresh和Broadwell後，Intel很快推出了6代酷睿處理器，這是Intel第一次將14nm帶到全產品線，並且用上了另一大”經典“的架構 Skylake。 Intel官方資料上，並沒有指明Broadwell和Skylake的14nm是否是同一個14nm，都用14標識，但我認為二者應該還是略微有區別的。 Skylake明顯可以做到比Broadwell更高的頻率，這固然有Skylake加長流水線的功勞，但我覺得工藝也是有改進的。

但是酷睿6000的14nm在高性能上依然尷尬，首發的6700K處理器只敢對比4770K，而不敢對比4790K，而且這還是建立在6700K的TDP更高的基礎上。 基本上也就是可以看成6700K的能效比對比4790K沒什麼改變，空有14nm而已。相對的，在U系列這個相對低功耗的場景下，這個14nm已經表現不錯了，比起Hotwell表現好太多。

漫漫打磨之路 14+/++/+++/++++/+++++/++++++/++++...

前面說到即便是6700上搭載的14nm依舊不夠成熟，擁有更利於高頻的高流水線設計的6700K頻率比起22+的4790K並沒有什麼改觀。 那麼既然10nm量產遙遙無期，新產品也必須要如期推出，那麼Intel就選擇了打磨之路，於是乎 搭載14+的Kaby Lake就那麼誕生了。 Kaby Lake 明顯做到了比Skylake 更高的頻率，桌面版的7700K也終於讓5G變得容易起來了。個人認為，Intel的14nm 就是在14+上成熟起來的，14+才算對22nm實現了 功耗/性能/密度的同時進步。

intel 14nm++.png

Kaby Lake 發佈一年不到後，Intel的10nm依舊沒有成熟，而又不得不升級與AMD競爭，所以搭載再次打磨的14++的Coffee Lake就那麼登場了，14++多了兩個核心，14++除了頻率再創新高以外，其高頻能耗比也獲得了巨大的提升。從Intel的官方命名來看，Coffee Lake的14nm已經是末代14nm了，從Coffee Lake之後14nm停留在了14++版本。 從Intel官方數據看，14++ 對比初代提升了26%的性能，或降低了52%的功耗，這種打磨所帶來的功耗/性能提升甚至大於三星的10LPE到7LPP的提升, 14++可以說除了密度以外，和初代14nm完全不是一個級別的工藝。

那麼Coffee Lake 的14++真的是Intel 14nm打磨的終點嗎？實際上應該不是, Intel 在14++節點上有很明顯的打磨痕跡：

1. Coffee Lake 和 Coffee Lake Refresh 裡面有若干步進，各個步進表現並不一致。
2. Coffee Lake登場時，14++對比14+的能力是高頻更高功耗更低，但是全場景頻率-功耗優化有問題，直到Whiskey Lake發佈後才完成徹底14++化。
3. Comet Lake對比Whiskey Lake 雖然同時標註為14++，但實際上目前的實測都是觀察到Comet Lake 有些許能耗比改進的，顯然還在打磨。

14++雖然經過多次打磨後高頻區間不斷成熟，也可以在低功耗場景下使用，但是我個人覺得其在中低頻的表現上只能說沒有退步。 14+ KBL-R 14++ WHL 14++ CML 的U系列4核心Base頻率都沒有過任何進步，多多少少說明了一些問題。

初代10nm - 極為先進的電子垃圾

如果不是單獨整理這個文章，我極大可能會忽略首款Intel 10nm CPU，基於Cannon Lake的電子垃圾8121U，這顆CPU純粹只是10nm無限延期之後拿出來的公關產品。

從紙面技術上說，Intel的10nm無疑是極為先進的，在臺積電7nm EUV量產以前，最高的實際晶體管密度，相比於14nm提升了2.7X的密度，極為誇張的性能躍進。 如果不清楚我為什麼說極為誇張，可以看看之前臺積電和三星兩篇文章裡，他們工藝每一代升級的幅度有多小。除了密度以外，Intel的10nm有很多炫技成分，代工廠甚至要到3nm才能完全實現。

然而，初代的Intel 10nm性能真的就是垃圾，甚至打不過14+ Kaby Lake的硅渣i3 8130，排除AVX單元的設計區別，只看SSE頻率，8121U還要低0.2G。 嗯，這個10nm不說打14+了，連打Skylake的14都夠嗆。 另外初代10nm另外一個垃圾在良品率極低，甚至GPU都必須要屏蔽，一個芯片一半多的晶體管都是報廢的。

改進版10+ 勉強能用

今年Intel終於將10nm量產了真正的量產，雖然性能依舊不行，產能很差，不過總歸是量產了。 10+具體是如何達到性能提升，提升良品率的（Icelake都不需要屏蔽GPU了 大量滿規格出來）倒是不太清楚。

10+沒有Skylake產品了，所以我們也沒辦法通過控制變量的方法來確定10nm到底是什麼水平，只能從產品角度大致的猜測一下，首先從頻率上看 10+ 的Icelake最高只能到4.1G，Base 頻率也非常低，這不難看出10+比起當今14++高頻要差得多。等到7nm的APU出來，則可以再對比下臺積電的7HPC，10+應該和7HPC差不多 或者稍微差一點。

SPEC2006 Speed Estimated Total

SPEC2017 Rate-1 Estimated Total

從性能上看，限定功耗後，10+ Icelake的表現和14++的Whiskey Lake比好一些，也就是從產品角度看10+和14++在低功耗場景表現要好一些，但是Icelake架構畢竟先進很多 跑低頻天生高能耗比，所以我還是傾向於認為10+即便在低功耗，還是弱於14++，和14+差不多。 Intel的官方PPT上顯示10+性能低於14++，但功耗低於14++，但我覺得實際情況應該不是這樣。 10nm明顯兩方面都不如14+，10+也沒有如此接近14++。

intels 10+ and 10++.png

未來的10++/10+++ 和7nm

在我之前的描述中Cannon Lake我寫的是10nm，Icelake 是10+，但實際上現在Intel可能官方忽略了Cannnon Lake， 根據官方描述，今年Icelake寫的是10nm。 那麼假若Icelake是10nm並沿用之前的方式表述，就還會有10++ 10+++。 那麼下圖中的2020年就是10+（10++），2021年10++（10+++），下文我繼續開始使用新的10nm命名規範。

10nm肯定還會在繼續打磨，但是2020年甚至2021年都不會有10nm桌面級，10nm打磨到10++以前都看不到性能超過14++的可能。 2020年14nm Comet Lake S桌面級，2020年底或2021年處 14nm Rocket Lake，2021年底才可能看到10nm桌面產品。

很多人在說Intel桌面級會直接跳過10nm上7nm，這從時間節點上看也符合 ，2021年7nm登場，但是與此同時10++也要登場，先進工藝一般給低功耗低性能先用，7nm首發上GPU，預計優先上移動平臺，那10++那時候給誰用？ 所以我估摸著桌面級還是看得到10++的CPU的。

7nm 對標TSMC 5nm，但可能一朝被蛇咬十年怕井繩，Intel在7nm上表現出了前所未有的謹慎和保守，目前預計只有20%的能耗比提升，並提升2X密度。不知道對比的是誰，如果對比的是初代10nm，那9900K戰10年也不是不可能了。 7nm首發於獨顯，桌面級什麼時候登場真的遙遙無期，但願有驚喜吧，我噁心14nm。

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