Intel в огне: время смены технологических смыслов

Значительное снижение стоимости акций и общей капитализации, масштабные увольнения, проблемы со стабильностью работы процессоров, групповые судебные тяжбы, задержки с выходом ключевых продуктов. Все это – актуальные проблемы для гиганта полупроводниковой промышленности, компании Intel. Один из мировых лидеров в области электроники очевидно проходит не самый простой период своей истории. Какие факторы привели к затяжному кризису, и есть ли у компании перспективы в ближайшем будущем преодолеть трудности?

Создается впечатление, что компания потеряла определенное визионерское дарование. Intel в некоторых случаях приходится выполнять роль догоняющей, по крайней мере, когда речь касается новых формирующихся и перспективных сегментов, имеющих потенциал для стремительного роста.

Большая неповоротливая структура снижает скорость реакции и увеличивает время принятия важных решений. Наличие собственных производственных мощностей полного цикла является одновременно как безоговорочным преимуществом компании, так и ее обузой. Возможность контролировать весь процесс разработки и производства от идеи до отгрузки устройств имеет свои очевидные преимущества. Впрочем, когда речь идет о сверхсложном сегменте современной электроники, нуждающейся в постоянном технологическом прогрессе, на определенном этапе происходит рассинхронизация возможностей литейного и продуктового подразделений. Когда производство не успевает по запросам инженерного корпуса, начинаются хорошо известные проблемы – надоедливые переносы сроков выпуска продуктов, ослабление характеристик и корректировка стоимости.

Процессоры Intel для смартфонов

Только ленивый не упрекал Intel в том, что у компании нет собственных процессоров для смартфонов. Действительно, это факт, но и обстоятельство, требующее более подробного исторического экскурса. В 1997 году Intel приобрела у компании Digital Equipment Corporation (DEC) часть производственных мощностей, а также подразделение StrongARM. Это соглашение включало технологии ARM, которые в дальнейшем использовались для создания линейки процессоров Intel XScale.

Чипы XScale были одними из самых популярных решений в эпоху расцвета карманных ПК (КПК). Процессоры линейки Intel PXA с архитектурой ARM можно встретить в составе платформ хитовых моделей того времени, особенно среди решений на базе Windows Mobile. Они использовались в линейках HP iPAQ, Dell Axim, Fujitsi Siemens Pocket Loox, в некоторых версиях КПК от Palm и других производителей.

В начале 2000-х годов Intel XScale удерживали серьезную долю рынка процессоров для КПК, в определенные периоды она составляла до 60%. Впрочем, даже на пике популярности карманные ПК оставались довольно нишевыми устройствами, а количество реализованных КПК составляло 10–15 млн. в год. Вероятно, именно это стало одной из веских причин, по которым Intel в 2006 году согласилась продать подразделение XScale компании Marvell Technology, и сконцентрироваться на основном направлении – x86-процессорах для ПК и серверов. Полученные от продажи $600 млн явно были уместны в тех обстоятельствах, но наверняка это была не самая удачная сделка Intel.

Уже в начале 2007 года Apple представила первый iPhone, который перевернул представление о возможностях и модели использования “умных телефонов”. После этого термин “смартфон” стал привычным для устройств такого класса, начавших стремительное развитие.

В то время Intel активно развивала направление нетбуков – доступных мобильных систем для базовых нужд, а также более мощных ультрамобильных ПК (UMPC). Для этих категорий устройств использовались чипы семейства Intel Atom – недорогие экономические процессоры, возможностей, которых обычно хватало для простых пользовательских задач.

Так что идея оптимизировать Intel Atom для смартфонов выглядела достаточно логичной. Первые попытки Intel в этом направлении были еще в 2010 году, но целенаправленным шагом можно считать появление чипов Atom Z2xxx в конце 2011 года. Процессоры имели достаточно приличный уровень производительности в своем классе, впрочем, архитектура x86 все же накладывала определенные ограничения.

Использование актуального в то время 32-нанометрового техпроцесса не позволяло говорить о высокой автономности устройств на основе первых Intel Atom Z2xxx, к тому же дополнительных оптимизации и использования бинарного транслятора требовало ПО, первоначально написанное для ARM. Хотя большинство приложений из Google Play работали без проблем, наличие исключений явно не увеличивало привлекательность смартфонов на Intel Atom. Это одна из причин, по которой ассортимент моделей на этих процессорах был довольно скромным, даже несмотря на серьезную поддержку и мотивационные программы Intel.

Компании удалось привлечь к сотрудничеству нескольких мировых производителей (Lenovo, ASUS, Acer), впрочем, в основном экспериментировать с чипами x86 были готовы локальные бренды с относительно небольшими объемами производства смартфонов.

В 2014 году Intel обновила линейку чипов, представив более производительные Atom Z34xx (Merrifield) изготовленные уже по 22-нанометровой технологии. Спустя еще год производитель предложил модели Atom X3 (SoFIA) с расширенной функциональностью и поддержкой 3G/LTE. Впрочем, эти чипы также не получили широкой поддержки от производителей смартфонов. В результате амбициозный проект с процессорами x86 для мобильных телефонов был завершен. В 2016 году Intel переживала очередную реструктуризацию с увольнением немалого количества работников (~12 000). Попытка экспансии на рынок смартфонов, несмотря на немалые затраты на развитие экосистемы, поддержку разработчиков ПО и производителей смартфонов, не принесла желаемого результата, поэтому дальнейшие действия в этом направлении были пресечены.

Наверное, во время дальнейшего анализа ситуации, в дискуссиях о “потерянных полимерах” руководство Intel неоднократно упоминало решение в 2006 году избавиться от XScale и сконцентрироваться на “более перспективных направлениях”. Впрочем, конечно мы не можем уверенно говорить о том, каким бы образом развивалась история Intel на ниве процессоров для смартфонов, если бы подразделение ARM-чипов XScale осталось в составе компании.

По факту Intel сейчас остается за пределами процессорной гонки на динамичном и очень большом рынке смартфонов. С учетом текущих трендов в ближайшее время мы вряд ли увидим еще одну попытку компании выйти в этот сегмент с современными чипами на архитектуре x86. Что касается возможного возвращения экспериментов с SoC на архитектуре ARM, то пока Intel официально открыта лишь для контрактного изготовления подобных процессоров внешним заказчикам. Излишним подтверждением неизменности приоритетов является недавняя новость о решении Intel избавиться от своей доли в компании Arm Holdings и продаже 1,18 млн акций (~$150 млн), стоимость которых, кстати, за последний месяц также снизилась на ~30%.

Отказ от развития проекта Larrabee

По мнению нынешнего руководителя Intel Патрика Гелсингера, не сопротивляющегося откровенно критиковать не только конкурентов, но и решения своих предшественников, еще одной большой ошибкой Intel стал отказ от проекта Larrabee, развитие которого потенциально позволило бы сейчас компании занимать значительно лучшие позиции на рынке дискретной графики. AI-вычислителей.

Проект Larrabee был собственной разработкой Intel и начался в 2006 году как попытка создать гибридный процессор, сочетающий черты CPU и GPU. Основной идеей было использование многих упрощенных x86 ядер, объединенных скоростной шиной, которые могли бы выполнять графические и вычислительные задачи параллельно. Эти ядра базировались на архитектуре процессоров Intel Pentium (P54C) и поддерживали расширенные SIMD-инструкции для улучшения работы с графикой и параллельными вычислениями.

Larrabee так и остался на уровне концепта, не получив коммерческого введения. На уровне того времени достаточно сложной оказалась программная реализация потенциала Larrabee, к тому же проект имел плохие показатели энергоэффективности. В итоге уже в 2010 году Intel решила прекратить работы над Larrabee, используя определенные наработки для ускорителей Xeon Phi, остававшихся актуальными до 2018 года.

Впрочем, Хелсингер уверен, что первоочередная идея Larrabee имела значительно больший потенциал и дальнейшее развитие направления принесло бы компании существенную пользу. Из-за прошлых “ложных решений” за последние 5-10 лет Intel пришлось тратить немалые средства на приобретение сразу нескольких компаний, занимавшихся высокопроизводительными вычислениями и искусственным интеллектом (ИИ). К тому же, не все поглощения оказались удачными. К примеру, разработки компании Nervana Systems (2016 год, $350 млн), воплощенные в продуктах Intel Nervana Neural Network Processor (NNP-T и NNP-I) за несколько лет уже были свернуты в пользу проектов Habana Labs. Приобретение последней обошлось Intel в $2 млрд в 2019 году. И сейчас уже сама наработка воплотившихся в ускорители Gaudi Habana Labs является основными продуктами Intel в сегменте специализированных ШИ-вычислителей.

Следовательно, при отсутствии собственных базовых наработок проектов с постоянной последовательной историей развития в стремительно развивающемся сегменте Intel приходится полагаться на разработки сторонних компаний/стартапов, переключаясь с одного на другой. Такая стратегия также имеет право на жизнь, позволяя выбирать наиболее перспективные решения, но, очевидно, требует немалых финансовых усилий и дополнительного времени на внедрение реальных продуктов.

Задержки с модернизацией производства

Наверное, главной проблемой для Intel стали сложности с внедрением новых прогрессивных технологий изготовления кремниевых кристаллов. Лидер полупроводниковой промышленности 10–15 лет назад использовал наиболее современные на тот момент техпроцессы для своих продуктов и имел поразительный план постепенной модернизации. Знаменитая концепция “Тик-Так”, внедренная Intel еще в 2006 году, предполагала ежегодное поочередное изменение техпроцесса и обновление внутренней архитектуры CPU.

На первой стадии предлагался переход на более “тонкий” технологический процесс, через год – обновление микроархитектуры уже на новом техпроцессе. Затем период цикла снова повторялся. Intel удавалось выдерживать столь безумный темп на протяжении почти десяти лет, пока речь шла о техпроцессах с десятками нанометров и 65 нм на старте концепции “Тик-Так”. Уже на этапе 22 нм в 2014 понадобилась дополнительная годовая оптимизация, нарушившая жесткий график. А вот с переходом на 14 нм стало понятно, что казалось безотказный механизм дает сбой, а сложности на предыдущем этапе не были случайностью.

Переход на 14 нм у десктопных чипов произошел при изготовлении достаточно специфических процессоров Broadwell в 2014 году, а массовые процессоры Skylake (Core 6xxx) были представлены в 2015. После этого начался длительный период улучшения имеющегося техпроцесса, а первые CPU для стационарных ПК за 10- технологией (Alder Lake, Core 12xxx) мы увидели только в 2021 году. То есть спустя шесть поколений процессоров Core.

Intel испытывала существенные затруднения с переходом на 10 нм. В настоящее время компания пыталась держать в фокусе и заявлять о своих амбициях в новых сегментах – автономные автомобили, интернет вещей (IoT), искусственный интеллект и другие. Поэтому внимание несколько распылялось, тогда как непосредственное производство кристаллов не получало необходимых ресурсов для развития и активного прогресса.

За это время основные конкуренты “литейного фронта” – TSMC и Samsung – значительно усилили свои позиции, успешно осваивая новые техпроцессы. Так что Intel в своей традиционной стихии довольно неожиданно оказалась в роли догоняющей. Задержки с освоением новых техпроцессов отражаются в сроках появления новых продуктов и их технических характеристиках.

Пока Intel только массово вводила 10 нм, тайваньская TSMC уже предлагала партнерам заказывать изготовление чипов по 8, 7, 6 и даже 5-нанометровыми технологиями (Apple M1 – TSMC 5 нм, 2020 год).

В 2021-м компанию возглавил Патрик Хелсингер, который пообещал вернуть производственную мощь Intel, несмотря на потерянное время и упущенные возможности. Когда речь идет о столь технологических производствах, то их реорганизация и модернизация нуждаются в смелых решениях, немало времени и существенных финансовых затратах. С учетом того, что процессы происходят в очень конкурентной среде, в Intel решают наладить сотрудничество с коллегами по производственному бизнесу, заказывая изготовление определенных компонентов на контрактной основе. Пожалуй, не самое простое решение для производителя кремниевых кристаллов, но новые продукты в приоритете, и если для их частичного изготовления временно приходится обращаться за помощью к конкурентам, это скорее признак рассудительности Intel.

Кстати, во время выставки Computex Патрик Гелсингер посещал Тайбэй и на официальном мероприятии лично поблагодарил TSMC за помощь в изготовлении мобильных чипов Lunar Lake. Это далеко не единичный пример сотрудничества производителей. Сейчас тайваньская компания производит чипы для достаточно знаковых и важных продуктов Intel – GPU для видеокарт Intel ARC, компоненты для мобильных процессоров Meteor Lake, ШИ-вычислители Gaudi. TSMC также присоединится к появлению десктопных/мобильных чипов Arrow Lake. Как бы это ни парадоксально ни выглядело, из-за вышеупомянутых обстоятельств Intel самой пришлось стать немалым контрактным заказчиком. Сроки появления своих продуктов все же имеют более высокий приоритет за конкуренцию на производственной ниве. Впрочем, очевидно, это явление временное и в будущем Intel будет полагаться на собственные производственные мощности. Для этого есть все предпосылки.

Технологический скачок Intel

Еще в 2021 году Intel объявила об амбициозном плане модернизации производства. Разработанная стратегия 5N4Y (Five Nodes in Four Years) предполагала смену пяти технологических узлов за четыре года. Учитывая сложности, постигшие производителя во время прошлых “утончений” техпроцессов, подобный вызов изначально выглядел нереалистичным.

За точку отсчета взят техпроцесс Intel 7, фактически представляющий собой улучшенный вариант 10 нм. Впрочем, указанные показатели “нанометров” уже длительное время не имеют прямой связи с реальными техническими параметрами чипа, а скорее являются определенным маркетинговым элементом для обозначения класса техпроцесса и отображения прогресса его улучшения. При этом каждый изготовитель здесь фактически имеет собственную интерпретацию. Безусловно, это усложняет сравнение техпроцессов разных компаний, поэтому для упрощения используется термин “класс # нанометров”.

Возвращаясь к стратегии Intel, отмечаем следующее место – Intel 4 (класс 4 нм). Кристаллы по этой технологии уже используются в составе мобильных процессоров Meteor Lake, сошедших с конвейера в 2023 году. Именно по нормам Intel 4 производится тайл с вычислительными ядрами процессора.

Версия техпроцесса Intel 3 (класс 3 нм) привлекается для производства новых серверных чипов Intel Xeon 6 (Sierra Forest и Granite Rapids). К тому же производитель предложит несколько модификаций (Intel 3-T, 3-E, 3-PT) с определенными особенностями и оптимизациями для разных приложений. К тому же, Intel будет активно предлагать именно эти нормы для сторонних контрактных заказчиков.

С переходом на Intel 20A (класс 2 нм) компания вступает в “эру Ангстрема”, когда дальнейшие изменения будут отмечаться уже не единицами, а долями нанометров (ангстрем – 0,1 нм). Кроме непосредственно усовершенствования самого техпроцесса, решения на Intel 20A будут иметь несколько дополнительных новаций. Компания начинает использовать транзисторы RibbonFET с обводными цельными затворами (GAA, Gate-All-Around), расположенными с четырех сторон вокруг каналов в виде нанолент. Новые элементы по сравнению с FinFET имеют меньшие физические габариты, при этом значительно возрастает скорость переключения транзисторов и появляется возможность использовать более низкие напряжения. Фактически GAA – крупнейшая структурная модернизация со времен появления “вертикальных” FinFET в 2012 году, когда затвор размещался с трех сторон канала. В свое время это был существенный прогресс по сравнению с планарной компоновкой. Есть очередной эволюционный виток.

Следует отметить, что RibbonFET – не уникальная технология Intel. Подобную GAA-структуру компания Samsung начала использовать в 2022 году для своего техпроцесса 3 нм. В вариации корейского производителя разработка получила заглавие MBCFET. В свою очередь, TSMC также планирует ввести GAA (обозначение от TSMC – Nanosheet) для своего 2-нанометрового техпроцесса N2 в 2025 году.

Впрочем, в попытках догнать/опередить основных конкурентов Intel готова удивлять. В техпроцессе Intel 20A, помимо структуры транзисторов RibbonFET, также будет задействована новая технология PowerVia, предусматривающая организацию подачи питания с обратной стороны кристалла (BSPDN, Backside Power Delivery Network). Подобный подход позволяет решить важный вопрос межсоединений, оптимизируя передачу сигналов на передней стороне, а для коммутации сети силовых цепей использовать обратную сторону кремневой пластины. Тем самым удается также добиться снижения падения напряжения на резистивном сопротивлении (IR drop), увеличивая производительность при заданном уровне напряжения.

Партнеры по “литейному” бизнесу также имеют планы по BSPDN. Впрочем, TSMC собирается внедрять свой вариант Super Power Rail с подачей питания с обратной стороны в техпроцессе TSMC A16 (класс 1,6 нм), который предварительно будет применяться в массовом производстве во второй половине 2026 года. Super Power Rail имеет технически несколько более сложную реализацию и может быть еще более эффективной, но к тому времени Intel уже предложит улучшенную версию PowerVia.

Компания Samsung также не останется в стороне от технического новшества, но предварительно предложит свой вариант BSPDN для 2-нанометрового техпроцесса SF2Z и SF1.4 (класс 1,4 нм), которые будут доступны только в 2027 году.

Итак, у Intel открывается определенное окно возможностей. Если реализация планируемых преобразований будет удачной и своевременной, компания уже в ближайшем будущем получит определенные преимущества в технологичности изготовления кремниевых чипов.

Первая практическая реализация Intel 20A уже определена. Этот техпроцесс будет применяться при производстве кристаллов (тайлов) с вычислительными ядрами для мобильных и десктопных процессоров Arrow Lake. Официальный анонс данных CPU ожидается уже в ближайшее время, а первые поставки – осенью текущего года (октябрь/ноябрь 2024 г.).

Дальнейшая технологическая ступень – Intel 18A. Дополнительно улучшенные характеристики и класс “1,8 нм”. Для техпроцесса будут использоваться технологии RibbonFET и PowerVia. Первыми продуктами на основе Intel 18А станет следующее поколение мобильных процессоров Panther Lake, а также серверные чипы линейки Clearwater Forest, имеющие до 288 вычислительных ядер. Недавно процессоры обоих типов прошли важный технологический этап – успешный запуск операционной системы. Следовательно, разработка идет по плану. Серийное производство чипов запланировано уже на 2025 год. Тогда же компания намерена предложить Intel 18A для посторонних заказчиков.

Каждый последующий технологический этап предполагает улучшение определенных характеристик. В ходе экспериментов производители рассчитывают усовершенствовать показатели PPA (performance, power, area), то есть повысить производительность (скорость переключения транзисторов), снизить энергопотребление или достичь большей производительности на том же уровне потребления. Третий критерий – возможность увеличить плотность расположения элементов, что позволит дополнительно уменьшить площадь кристалла или на площадке идентичных габаритов разместить больше транзисторов для реализации дополнительной функциональности.

В случае с Intel чувствуется определенная неравномерность технологических шагов, но в целом первоочередной план 5N4Y близок к исполнению. Четкие приоритеты позволяют получать хорошие результаты. Как-то вдруг Intel из догоняющей компании возвращается на позицию производителя с наиболее современными техпроцессами изготовления полупроводников. Впрочем, это кропотливый процесс, на итоговые результаты которого может влиять много факторов, поэтому не будем спешить с выводами. Однако очевидна попытка компании использовать наиболее прогрессивное производство, причем не только для изготовления собственных продуктов. Intel планирует существенно увеличить мощности для контрактного производства, предлагая сторонним разработчикам доступ к своим наиболее технологичным процессам. Очевидно, компания рассчитывает заинтересовать привередливых заказчиков, которым нужны чипы с лучшими показателями PPA – Apple, NVIDIA, Qualcomm, AMD и другие.

Имеющийся амбициозный план 5N4Y является лишь верхушкой технологической модернизации производителя, Intel имеет стратегию дальнейшего развития и усовершенствования норм производства. В 2026-2027 годах компания предложит техпроцесс Intel 14A (класс 1,4 нм) и его улучшенную версию, а в дальнейшем планируется переход на Intel 10A (1 нм). Откровенно говоря, это уже какое-то пугающее ускорение, учитывая насколько тяжелым и длительным оказался прошлый переход Intel с 14 нм на 10 нм. А здесь уже через несколько лет на горизонте бредит перспектива “1 нм”.

Это вообще реально?

Для реализации амбициозных планов необходимы условия и материально-техническая база. На строительство новых производственных площадок и расширение и модернизацию имеющихся фабрик Intel планирует вложить около $100 млрд в следующие пять лет. Космическая сумма для любого производителя, поэтому здесь очень уместно для компании было принятие закона CHIPS and Science Act, согласно которому Соединенные Штаты выделяют $57,2 млрд на субсидии и инвестиции в производство полупроводников и научно-исследовательские инициативы.

Учитывая позиции Intel можно предположить, что существенная часть выделенных средств будет направлена ​​на модернизацию производства компании. В марте текущего года правительство США уже выделило $8,5 млрд на финансирование исследований и производственных разработок на площадках в Аризоне, Нью-Мексико, Огайо и Орегоне.

Intel также имеет множество производственных планов за пределами США. Здесь можно упомянуть современный кластер в Ирландии (Fab 34), открывшийся в 2023 году в дополнение к предыдущей Fab 24 в этой стране, используемый для изготовления кристаллов по технологии Intel 4. Уже заложен фундамент Fab 29 рядом с Магдебургом в Германии. Фабрика должна начать производство в 2027 году по нормам Intel 14A. Также Intel выбрала площадку вблизи польского Вроцлава для построения кластера для сборки и испытания чипов, который должен заработать в 2027 году.

Сразу несколько фабрик работают в Израиле (Fab 28, 28a, 38), обширная и давняя производственная история касается Малайзии, где свои мощности Intel начала размещать еще с 1972 года. Технологические ячейки и кампусы есть даже в Китае. Промышленные объекты также находятся во Вьетнаме и Коста-Рике. То есть, производственная география Intel очень разветвленная, хотя это и накладывает дополнительные сложности при реорганизации.

Для модернизации производства, которое позволит конкурировать в сегменте полупроводников, необходимо литографическое оборудование. Например, для изготовления чипов по техпроцессу Intel 14A (класс 1,4 нм) будет использоваться ультрафиолетовая литографическая система с высокой цифровой апертурой (High Numerical Aperture Extreme Ultraviolet, High NA EUV). Стоимость новейшего комплекса ASML TWINSCAN EXE: 5000, позволяющего достичь таких норм, составляет около $380 млн, что примерно вдвое дороже установки EUV предыдущего поколения.

Недавно Intel сделала видео “распаковку” такого сканера от ASML, который установлен на фабрике D1X в Орегоне, где производится его отладка. Каждая такая машина – в какой-то степени произведение технологического искусства. Компания ASML сможет производить только до 20 подобных сканеров в год. К концу 2024 г. нидерландский производитель готов поставить 5–6 топовых комплексов TWINSCAN EXE: 5000 и все они уже предзаказаны Intel. Очевидно, имея серьезные планы и соответствующие потребности, компанию не останавливает стоимость оборудования High NA EUV.

Предзаказ на TWINSCAN EXE:5000 также уже сделала SK hynix, впрочем пока не понятно, когда именно она сможет получить свой комплекс. Кстати, TSMC пока не намерена приобрести новые сканеры именно из-за их высокой цены. Тайваньская компания активно закупает литографические агрегаты ASML предыдущего поколения, уверяя, что пока они полностью их устраивают и производитель не планирует переходить на High NA EUV по крайней мере до 2030 года.

Из интересных фактов о TWINSCAN EXE: 5000 – литографический комплекс весит 165 тонн, при этом для сборки, отладки и финальной подготовки к производству требуется около шести месяцев и вовлечение в процесс 250 инженеров. Такие показатели позволяют оценить сложность как самого оборудования, так и в целом процесса планирования модернизации производства, если, например, нужно внедрить десяток таких систем на различных производственных площадках. Но если цель оправдывает средства и расходы, все возможно. Очевидно, Intel готовы пройти этот путь.

Кроме подготовки мощной производственной базы для своих продуктов, компания также планирует активнее предлагать услуги контрактного производителя. После модернизации своих мощностей, Intel будет в состоянии предоставить доступ к самым современным техпроцессам. Потенциальных заказчиков здесь достаточно. Наверняка большинство крупных технологических компаний не прочь иметь как минимум альтернативу TSMC, по самым разным соображениям. Это решает вопрос с диверсификацией, планированием выхода новейших товаров и ценой производства. К слову, TSMC недавно на ~8% повысила стоимость услуг производства кристаллов по технологиям 3/5 нм. При наличии реальных конкурентов вопрос цены становится дискуссионным.

В текущих условиях TSMC бесспорный лидер контрактного производства полупроводников с долей в 62%. Вторую позицию с 13% удерживает Samsung, UMC/SMIC имеют по 6%, еще около 5% этого рынка занимает GlobalFoundries. Текущие позиции Intel здесь незначительны, так что пока производитель в соответствующих рейтингах попадает в общую категорию “Others”. Но компания еще только начинает строить свою модель контрактного производства. Нужно время и фактическая готовность “выпекать” кремниевые пластины необходимого качества в нужных объемах и с соблюдением запланированных сроков. Как только эти условия будут выполнены, возникнет очередь из желающих заказчиков.

Продуктовый набор

Какие из недавно анонсированных продуктов Intel следует ожидать в ближайшее время? Во время июньской выставки Computex 2024 компания представила неинтересные для рядового пользователя, но важные для бизнеса процессоры Intel Xeon 6 семейств 6000E (Sierra Forest) на базе энергоэффективных ядер Crestmont и 6000P (Granite Rapids) на производительных P-Cores.

В зависимости от количества вычислительных ядер компоновка чипов изменяется. Отметим, что Xeon 6000E изначально будут иметь до 144 ядер, а в начале следующего года Intel предложит модель с 288 экономическими ядрами. Что касается Xeon 6000P, то здесь максимальное количество вычислителей (P-Cores) – 128. В обоих случаях наиболее оборудованные модели (6900P/E) предлагаются для LGA7529, тогда как чипы 6700P/E и младшие – LGA4710.

Intel наверняка не нравится, что AMD удается немалыми темпами проникать в очень консервативный и прибыльный сегмент серверных процессоров. На этом рынке традиционно и беспрекословно властвовала Intel, впрочем с помощью чипов EPYC конкуренту удалось заинтересовать как поставщиков решений, так и заказчиков таких систем. В итоге AMD уже заняла 24% рынка серверных x86 процессоров. Помогут ли новые Xeon 6 хотя бы частично вернуть утраченное, увидим уже по итогам года.

Intel продолжает развивать линейку специализированных ШИ-ускорителей Gaudi. Еще в апреле компания анонсировала уже третье поколение – Gaudi 3, которое предлагает существенное ускорение по сравнению с предыдущей моделью и способно конкурировать с NVIDIA H100/H200.

Intel Gaudi 3 изготовлена ​​по техпроцессу TSMC 5 нм, архитектурно включает 64 тензорных процессорных ядра и 8 матричных математических движителей. Ускоритель оснащен 128 ГБ памяти HBM2e (3,7 ТБ/c) и 96 МБ SRAM (12,8 ТБ/c). Заявленная производительность – до 1835 TFLOP для FP8/BF16.

Несмотря на появление Gaudi 3, разработчики уверены в том, что версия предыдущего поколения – Gaudi 2, остается актуальной. Эти решения существенно доступны и вполне пригодны для задач с потребностями меньшей производительности. Набор из восьми модулей Gaudi 2 в комплекте с универсальной платформой (UBB) обойдется в $65 000. Такой же набор на Gaudi 3 будет предлагаться за $125 000. В обоих случаях стоимость существенно ниже по сравнению с возможностями решения NVIDIA.

Согласно внутренним тестам Intel, во время тренировки нейросети на моделях LLAMA2-7B и LLAMA2-13B производительность узла с 8/16 модулями Gaudi 3 в 1,5–1,7 раза выше таковой для платформы с ускорителями NVIDIA H100. Сравнивая возможности кластеров с 8192 модулями на модели GPT 3-175B, сборка на Gaudi 3 оказалась на 40% быстрее.

На задачах инференции Intel сравнивает возможности одного модуля Gaidi 3 с NVIDIA H200. Здесь ускоритель Intel на ~10% уступает при использовании LLAMA-7B и LLAMA-70B и удивляет ощутимым преимуществом при работе с языковой моделью Falcon 180B.

Несмотря на то, что Intel несколько опоздала с появлением актуальных ИИ-ускорителей, компания намерена активно развивать направление, предлагая привлекательные модели по соотношению цена/производительность. На рынке есть большой запрос на подобные решения, и многие потребители ищут альтернативы NVIDIA, которая доминирует и навязывает условия. Так что если Intel рассчитывает на существенную долю этого рынка, им следует ускориться, потому как крупные заказчики – Amazon, Meta, Google – нередко делают ставку на собственные разработки, не ожидая посторонних решений.

Intel рассчитывают до конца года реализовать Gaudi на сумму около $500 млн. Для сравнения NVIDIA в 2024 году поставит ускорителей на $40–45 млрд. Было ли это соотношение другим, если бы в 2010 году Intel не прекратила свой проект Larrabee?

В случае с новыми чипами Intel в целом радует, как разработчики свободно экспериментируют с разнородными кристаллами на одной подложке, плотно размещая несколько кремниевых пластинок от разных производителей, которые даже изготовлены по разным техпроцессам. Очевидно здесь сказываются наработки с использованием фирменных технологий упаковки Faveros и межчиповых скоростных соединений EMIB (Embedded Multi-Die Interconnect Bridge).

Квинтэссенцией здесь, пожалуй, являются специализированные графические вычислители Ponte Vecchio, содержащие на одной подложке 47 (!) функциональных кристаллов общей площадью 2330 мм2, и суммарным количеством транзисторов в 100 млрд. Что же касается Ponte Vecchio, то Intel (неожиданно). GPU-ускоритель с архитектурой Xe-HPC был анонсирован еще в 2019 году, а в продажу потравил только в начале 2023 года. К тому же Intel уже снимает с производства эти модели, делая ставку на Gaudi 3 и работая над заменой Ponte Vecchio – Falcon Shores, который изначально должен стать гибридом XPU с блоками CPU/GPU, но впоследствии утвержден как исключительно GPU-ускоритель. Появление вычислителя намечено на 2025 год.

Уже 3 сентября Intel официально представит мобильные процессоры Lunar Lake для концепта систем AI PC. Серия экономичных мобильных чипов с функциональной формулой вычислительных ядер 4P+4E, новым графическим ядром с архитектурой Xe2-LPG и блоком NPU4 для ускорения обработки ШИ-алгоритмов. Процессоры проектировались еще до производственных модернизаций Intel, поэтому чиплеты изготовлены TSMC по технологиям N3 и N6.

Чипы линейки Core Ultra 200V получили интересную компоновку с концептом Memory on Package (MoP) с размещением микросхем памяти непосредственно на подложке процессора. Подобная структура вообще не характерна для массовых чипов x86. Использование LPDDR5X-8533, наверное, позволит получить повышенную пропускную способность и хорошие общие показатели задержек, которые важны для раскрытия потенциала интегрированной графики. Такая компоновка также позволит улучшить показатели энергоэффективности и позволит использовать SoC в системах более компактных дизайнов.

Энергопотребление Core Ultra 200V составляет 17–30 Вт, а производительность NPU-блока – 48 TOPS. Итак, системы на базе данных SoC полностью соответствуют концепции Microsoft Copilot+ PC. Intel явно не желает уступать позиции ARM-чипам Snapdragon X от Qualcomm, которые уже заявляют о себе в составе “долгоиграющих” ноутбуков.

Сторонники десктопных решений наверняка уже заждались действительно новых процессоров Intel. Обычно чипы Core 13/14 поколений поражают тактовыми частотами даже несмотря на 10-нанометровый техпроцесс, но “это было уже”. Да и за попытку превзойти 6 ГГц иногда приходится платить слишком высокую цену. Имеем новую платформу LGA1851, новые вычислительные архитектуры, новые техпроцессы. Именно Arrow Lake-S станут первыми чипами, изготовленными по нормам Intel 20А (класс 2 нм). Хотя эта технология будет использоваться только для тайла с вычислительными ядрами. Но ведь это уже повод для шуток об изготовлении Ryzen 9000 на “старом” TSMC N4 (4 нм). Что касается последних CPU, то более оправданным поводом для упреков может стать довольно скромный прирост производительности (~5%) по сравнению с чипами прошлого поколения – Ryzen 7000. Впрочем, еще стоит дождаться показателей Arrow Lake-S. Здесь остается интригой, удастся ли Intel адекватно компенсировать отказ от поддержки многопоточности Hyper-Threading.

Точные сроки появления Arrow Lake-S еще не определены, говорится о последнем квартале текущего года. В ближайший месяц наверняка здесь будет больше подробностей, но очевидно топовые модели будут представлены в октябре, а более широкий ассортимент 2-нанометровых CPU появится после CES 2025 в начале следующего года.

Предварительно запланированное на 24-25 сентября мероприятие Intel Innovation 2024 перенесено на следующий год. Возможно, Intel решила, что проведение большого события будет несколько неуместным на фоне масштабной реорганизации, многочисленных увольнений и попыток улучшить финансовые показатели. Впрочем, компания заявляет, что это никоим образом не повлияет на сроки появления ожидаемых продуктов – мобильных чипов Lunar Lake, а также новой десктопной платформы LGA1851 и процессоров Arrow Lake-S. Более того, Intel интригует заявлениями о выходе нового поколения дискретной графики Battlemag еще до конца 2024 года.

В общем, это очень удачное время для появления интересных решений в данном сегменте. Основные конкуренты не планируют на этот период активности и громкие анонсы, готовя свои новинки уже на следующий год. Разве что NVIDIA все же решится предложить топовые RTX 50xx с архитектурой Blackwell, но это уже другой класс устройств. Поэтому дополнительные активности в нише видеокарт среднего уровня здесь могут оказаться достаточно уместными, особенно если Intel на этот раз удастся учесть определенные нюансы первого поколения видеокарт ARC, а также предложить интересные модели с конкурентным соотношением цена/производительность.

Intel активно работает над оптимизацией ПО для видеокарт, исправляя ошибки и повышая производительность во многих проектах. В последнее время новые версии графических драйверов Intel появляются гораздо чаще, чем от AMD/NVIDIA. Возможно, такая периодичность связана с тем, что разработчикам есть что исправлять, впрочем радует тот факт, что работы в этом направлении постоянно ведутся, и по отзывам, приносят конкретные результаты.

Итоги

Созерцая снижение стоимости акций и новости об определенных технических сложностях, кажется, что компания уже на краю пропасти и спасет ее лишь какое-то чудо. Но хотим успокоить тех, кто действительно занимается ситуацией. История Intel продолжится. Нужно понимать, что это фактически отраслеобразующая компания, которой сейчас принадлежит 75–80% рынка процессоров для ноутбуков/ноутбуков/серверов на x86.

Это технологический гигант с очень большими производственными мощностями, материальными активами и штатом в 100 000 сотрудников. В таком положении навой в самый трудный час на помощь придет правительство США, которое не позволит упасть. Государственные программы поддержки технологических производителей уже работают и Intel активно ими пользуется для ускорения трансформации. Текущие темпы модернизации производства действительно впечатляют, к тому же у компании на подходе целый перечень интересных разноплановых продуктов. Что ж, дадим шанс на исправление?