另類的藍色巨人心臟，GF為製造IBM z14大型機CPU使用14HP工藝

GlobalFoundries在本周早些時候宣布推出新的半導體定製技術，用於製造IBM的大型機z14系統中的CPU，GlobalFoundries的14HP（14nm，高性能）工藝使用了FinFET和SOI（硅絕緣）技術，是IBM z14系統CPU的最佳選擇，因為使用該技術製造的CPU具有小體積和高頻率兩個特點。

GlobalFoundries當初承接來自IBM的半導體業務時，IBM要求GlobalFoundries在2014年至2024年期間為IBM伺服器CPU開發定製工藝，涉及多個節點。最初兩家公司談及了定製的22nm，14nm和10nm工藝技術，但在最新公告中，他們只提到了10年的獨家供應協議，卻沒有公布工藝製程。據悉GlobalFoundries將直接跳過定製10nm製程，轉而使用定製7nm製程。

我們現在來談一下IBM的z14大型機，以及為什麼IBM要使用定製的14HP工藝來打造z14上的處理器。首先IBM的Z系列大型機是7x24小時不間斷工作的，而且處理的都是一些關鍵任務，比如信用卡處理，IBM z系列大型機上的CPU在架構，功能和物理布局設計上都是獨一無二的，有別於我們常見的AMD和Intel處理器。每個IBM z14刀片式主機內都有6個CPU（IBM稱其為CP），每個CP處理器上都有L2和L3，以及具有L4緩存負責系統控制的互聯晶元（IBM稱其為SC）。每個CP由61億個晶體管組成，頻率5.2GHz，10核心設計，每個核心有6MB L2（2MB指令，4MB數據）和共享的128MB L3。而系統控制（SC）晶元有97億個晶體管，672MB的L4緩存，保證CPU之間的一致性。CP和SC的設計都非常複雜，但14HP技術可以將晶元規模縮小。

在2000年，IBM首次用SOI來製造代號為「Istar」的PowerPC-AS CPU，之後AMD和其他公司都用上SOI技術打造高性能處理器。使用SOI工藝可以讓CPU的頻率更高，但功耗卻不會隨之大幅提升，但使用SOI技術的圓晶成本比較高，這是GlobalFoundries 14HP必須解決的問題。

GlobalFoundries表示，他們從Fab 8工廠中累積的14nm FinFET製造經驗將應用到14HP工藝技術上，但並沒明確表示14HP是基於14nm LPP工藝。和GlobalFoundries自家的14nm LPP工藝相比，14HP最多可以支持17層設計（12nm LPP和14nm LPP都是13層），設計庫可達12T，來自ASML公司的TWINSCAN NXT光刻平台將負責生產這些14HP定製晶元。

圖片來自AnandTech

GlobalFoundries並沒有披露太多14HP工藝的具體細節，不過這也很正常，畢竟只有一個客戶使用這種工藝，而IBM自己也不想分享這款處理器的設計細節。

文章來源：AnandTech

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