ARM ha estado trabajando en estrecha colaboración con TSMC, la empresa taiwanesa de fabricación de semiconductores, desde hace varios años. Especialmente durante los últimos seis años, ARM y TSMC han colaborado para garantizar que las tecnologías de proceso de vanguardia de este último funcionen bien con la IP del procesador del primero. Por lo tanto, con cada generación desde 2010, las empresas han construido los núcleos de procesador más avanzados de ARM en los nodos de procesos emergentes más avanzados de TSMC.
La colaboración comenzó con éxito con un chip de prueba producido a 28 nm, pero hoy ARM está anunciando la exitosa salida de un chip de prueba con núcleos de procesador móvil ARM v8-A de 64 bits premium de próxima generación, con nombre en código Artemis y fabricado con TSMC. próxima tecnología de proceso FinFET de 10 nm.
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El dispositivo producido a través de la colaboración es una estructura de chip de prueba de calificación de silicio relativamente simple (en comparación con un producto comercial real), que le da a ARM la capacidad de evaluar lo que puede hacer el proceso con un núcleo avanzado y también proporcionar retroalimentación a la fundición sobre las cosas. como el rendimiento del dispositivo, las pilas de metal y las reglas de diseño. Hacer esto permite a la compañía realizar pruebas comparativas de análisis de rendimiento y potencia y validación en silicio FinFET de 10 nm, antes de que los diseños finalizados se pongan en producción.
Diagrama de bloques del chip de prueba ARM Artemis
El chip de prueba presenta lo que ARM llama un clúster Artemis. Es esencialmente un procesador de cuatro núcleos con IP de administración de energía, un núcleo de gráficos Mali de un solo sombreador, interconexión AMBA AXI y ROM de prueba conectadas a un segundo clúster mediante un puente asíncrono que presenta el subsistema de memoria, que se apila con un núcleo Cortex M que maneja la lógica de control, algunos temporizadores, SRAM y E / S externa.
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La diapositiva de arriba compara un SoC basado en A72 totalmente optimizado producido a 16 nm con una muestra de prueba temprana del chip de prueba Artemis producido con el proceso FinFET de 10 nm, y las frecuencias no estaban tan lejos: el delta es solo alrededor de 10-12 %. Las características de energía, sin embargo, muestran mucha mejora. Las fugas se redujeron alrededor del 10%, pero la potencia dinámica se redujo en aproximadamente un 50%. ARM y TSMC esperan ajustar y girar las perillas para mejorar aún más la escala de frecuencia y el rendimiento y, en última instancia, establecer una mejora de potencia de aproximadamente un 30%, pero con un rendimiento general mejorado.
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En comparación con FinFET + de 16 nm, a voltaje nominal, el chip de prueba de 10 nm ofreció una mejora del rendimiento del 12% en una envolvente de potencia similar. En modo overdrive (Vod, la segunda viñeta anotada), el chip de prueba ofreció una mejora de rendimiento de aproximadamente un 11% con una potencia similar. Y en el modo super-overdrive (Vsod), el chip de prueba Artemis ofrecía un rendimiento similar, pero con un 30% menos de potencia.
El chip de prueba FinFET Artemis de 10 nm en realidad se grabó a finales de diciembre de 2015. Y ARM recuperó el silicio funcional para las pruebas y la calificación hace unas semanas. Se espera que los SoC para dispositivos móviles premium con núcleos de próxima generación producidos en el nodo de proceso de 10 nm lleguen más adelante en la segunda mitad de este año.
