英特尔声称其14A工艺节点将实现与台积电A14技术相当的性能,相差在5%以内。
英特尔的14A(1.4纳米级)工艺技术有望在性能上与TSMC的A14(1.4纳米级)生产工艺"相差5%以内",这是英特尔代工部门(Intel Foundry)首席技术与运营官、总经理Naga Chandrasekaran在与投资银行KeyBanc的沟通中表示的。虽然这一表述鉴于TSMC每个新工艺节点稳定的PPA进展来看似乎令人鼓舞,但值得更仔细的审视。
"相差5%以内"这个措辞具有模糊性——它可能意味着14A的性能比A14快5%或慢5%。更重要的是,虽然在狭窄范围内匹配竞争对手的性能可能看起来颇具竞争力,但英特尔的工艺节点在晶体管密度上历来落后于TSMC,即使在性能和功耗上保持竞争力。这种差距在一定程度上反映了英特尔传统上对CPU性能的重视程度超过最大晶体管密度,这种方向选择得以实现是由于英特尔拥有自家的制造产能,从而抵消了更大芯片面积的成本劣势。
真实处理器数据提供了一个有用的参考点。英特尔18A在最高CPU频率上略领先TSMC的N2:英特尔Core Ultra 9 388H达到5.10 GHz(最高睿频功耗80W),相比之下,AMD的EPYC 9586F峰值为5.0 GHz(默认CPU功耗500W)、Apple A20 Pro为4.93 GHz、Apple M6为4.78 GHz。这些处理器采用了不同的架构、工作电压、标准单元库、散热包络和物理实现方式,因此直接的性能比较是不恰当的。尽管如此,这些数据表明现有的N2处理器相对于18A并不具有实质性的频率优势——如果有什么的话,观测到的最高CPU频率反而倾向于英特尔的工艺。
英特尔声称14A相比18A应该在相同功耗下提供15-20%更高的性能,或在相同频率和晶体管数量下实现25-35%更低的功耗。TSMC预测A14相比N2在匹配功耗下快10-15%,或在相同时钟和晶体管数量下功耗降低25-30%。
将观测到的18A和N2 CPU频率与英特尔声称的14A收益以及TSMC预测的A14收益相结合,即使在保守的场景下,也暗示14A性能具有适度优势。因此,英特尔新的"相差5%以内"的说法明显不如其已发布的工艺规范所暗示的那样雄心勃勃,尽管该声明没有明确说明它预期哪个工艺会领先。
英特尔14A相对TSMC A14的潜在优势可以使用观测到的最高18A和N2 CPU时钟结合各公司官方的等功耗性能预测来估计:
| 场景 | 14A相对18A的提升 | A14相对N2的提升 | 基于5.10 GHz的14A推算 | 基于5.00 GHz的A14推算 | 暗示的14A优势 |
|------|-----------------|-----------------|---------------------|--------------------|-------------|
| 英特尔最坏,TSMC最好 | 15% | 15% | 5.865 GHz | 5.75 GHz | 2.00% |
| 双方最低提升 | 15% | 10% | 5.865 GHz | 5.5 GHz | 6.60% |
| 双方最高提升 | 20% | 15% | 6.12 GHz | 5.75 GHz | 6.40% |
| 英特尔最好,TSMC最坏 | 20% | 10% | 6.12 GHz | 5.5 GHz | 11.30% |
*参考点:英特尔18A = 5.10 GHz(Core Ultra 9 388H);TSMC N2 = 5.00 GHz(EPYC 9586F)*
以这些器件为参考点,两家公司官方的等功耗性能预测暗示14A相对A14潜在的性能优势为2-11.3%,具体取决于工艺性能假设。
以Apple M6作为N2的替代参考点会产生类似的结果:
| 场景 | 14A相对18A的提升 | A14相对N2的提升 | 基于5.10 GHz的14A推算 | 基于4.78 GHz的A14推算 | 暗示的14A优势 |
|------|-----------------|-----------------|---------------------|--------------------|-------------|
| 英特尔最坏,TSMC最好 | 15% | 15% | 5.865 GHz | 5.506 GHz | 6.50% |
| 双方最低提升 | 15% | 10% | 5.865 GHz | 5.267 GHz | 11.40% |
| 双方最高提升 | 20% | 15% | 6.12 GHz | 5.506 GHz | 11.20% |
| 英特尔最好,TSMC最坏 | 20% | 10% | 6.12 GHz | 5.267 GHz | 16.20% |
*参考点:英特尔18A = 5.10 GHz(Core Ultra 9 388H);TSMC N2 = 4.78 GHz(Apple M6)*
以M6作为参考,计算表明英特尔14A相对TSMC A14可能具有6.5-16.2%的优势。即使在对英特尔最保守的场景下——14A仅实现+15%的提升,而A14达到完整的+15%——英特尔的工艺也明显超出了Chandrasekaran提供的"相差5%以内"的估计。
必须注意的是,这些计算并不预测实际的14A或A14 CPU频率;相反,它们将各公司已发布的工艺提升应用于当前处理器的时钟速度。该分析主要说明已发布的数字相对于今日产品意味着什么。
英特尔"相差5%以内"的评估提出了一个令人困惑的问题:既然英特尔已发布的工艺规范暗示更宽的差距,为什么英特尔预计差距如此之小?这种差异可能反映了这些计算忽视的因素,或者可能表明英特尔代工部门的负责人与其上司Lip-Bu Tan一样,倾向于保守承诺。