ซีพียูรหัส Broadwell เลื่อนกว่ากำหนดมานานเกือบปีด้วยเหตุผลด้านการผลิต แต่ในที่สุดอินเทลก็ออกมาเผยข้อมูลของ Broadwell เป็นบางส่วน ก่อนจะเปิดเผยรายละเอียดแบบเต็มๆ ในงาน IDF 2014 เดือนกันยายน

Broadwell เป็นซีพียูในขา "tick" ของอินเทลตามยุทธศาสตร์ tick-tock โดยรอบนี้จะคงสถาปัตยกรรมซีพียูเดิมจาก Haswell (ปรับแต่งเล็กน้อย เปลี่ยนจากเดิมไม่เยอะ) แต่เปลี่ยนเทคโนโลยีการผลิตจาก 22 นาโนเมตร มาเป็น 14 นาโนเมตรแทน

ของใหม่ใน Broadwell จึงแยกเป็นส่วนของเทคโนโลยีการผลิต และส่วนของสถาปัตยกรรมซีพียูครับ เริ่มจากเทคโนโลยีการผลิตกันก่อนเลย (ข่าวนี้ภาพเยอะหน่อยนะครับ)

14 นาโนเมตรเป็นเช่นไร

อินเทลเริ่มจากอธิบายพัฒนาการซีพียูของตัวเองนับตั้งแต่ออก Core รุ่นแรกในปี 2010 จนมาถึงปัจจุบัน ว่ามีขนาดเล็กลงเรื่อยๆ ประหยัดพลังงานมากขึ้นเรื่อยๆ และมีสมรรถนะการประมวลผลดีขึ้นเรื่อยๆ ส่วนดีขึ้นแค่ไหนดูตัวเลขกันเองตามภาพ

รอบนี้อินเทลปรับเทคโนโลยีการผลิตจาก 22 นาโนเมตรเป็น 14 นาโนเมตร แกนหลักสำคัญอยู่ที่เทคโนโลยีทรานซิสเตอร์ 3 มิติ หรือ Tri-Gate ที่เริ่มทำมาตั้งแต่ปี 2011 โดย Tri-Gate รุ่นที่สองถูกปรับปรุงใหม่ให้ระยะห่างระหว่างขา (pitch) แคบลง แต่ตัวขา (fin) สูงขึ้นเพื่อให้กระแสไฟวิ่งได้มากขึ้น เมื่อลดจำนวน fin ลงเหลือแค่ 2 ทำให้ขนาดโดยรวมเล็กลงดังภาพ

ภาพของจริง

ดูภาพแล้วนึกไม่ออก ลองดูแอนิเมชั่นของอินเทลจะเข้าใจง่ายกว่าครับ

ผลจาก 14 นาโนเมตรทำให้กระแสไฟรั่ว (leakage power) ต่ำลง และประสิทธิภาพการสลับสถานะของทรานซิสเตอร์ดีขึ้นกว่าเทคโนโลยีการผลิตรุ่นก่อนๆ

ถ้าวัดอัตราประสิทธิภาพการประมวผลต่อพลังงาน (performance per watt) เทียบกันระหว่าง 22 นาโนเมตรกับ 14 นาโนเมตร จะดีขึ้นมากกว่า 2 เท่าตัว

ส่วนอัตราการใช้พื้นที่ผิวโลหะ (logic area) ของอินเทลก็มีขนาดเล็กลงเรื่อยๆ ในขณะที่คู่แข่งเริ่มหยุดพัฒนาแล้ว

การผลิตที่ระดับ 14 นาโนเมตรยังช่วยให้ต้นทุนต่อทรานซิสเตอร์ 1 ตัวลดลง ในภาพรวมทั้งหมดแล้ว ถือว่าอินเทลยังรักษา "กฎของมัวร์" เอาไว้ได้ในรุ่นนี้

ประเด็นปัญหาหนึ่งที่ทำให้อินเทลต้องเลื่อน Broadwell มาหลายเดือน เป็นเรื่องอัตราความสำเร็จในการผลิต (yield rate) ที่ไม่ดีนักเมื่อเทียบกับเทคโนโลยีการผลิตระดับ 22 นาโนเมตรในปัจจุบัน แต่ตอนนี้อินเทลแก้ปัญหาเรื่อง yield ได้แล้ว และคาดว่าปลายปีนี้จะปรับปรุงให้เดินสายการผลิตได้เต็มขั้น

อย่างไรก็ตาม ด้วยข้อจำกัดด้าน yield ทำให้เราจะเห็น Broadwell เปิดตัวแค่บางรุ่นในช่วงปลายปีนี้ ก่อนจะเปิดตัวแบบเต็มๆ ในปีหน้า

เริ่มต้นด้วย Core M เน้นแท็บเล็ตหน้าจอ 10 นิ้ว

ปกติแล้วอินเทลจะเปิดตัว Core รุ่นใหม่ด้วยตัวท็อป Core i7 แต่รอบนี้ไม่ใช่แล้วครับ อินเทลเลือกเปิดตัวด้วย Core M ซีพียูรุ่นใหม่สำหรับอุปกรณ์พกพา ที่เพิ่งเปิดตัวในงาน Computex ที่ผ่านมา

Core M เป็นซีพียูแบรนด์ใหม่ที่จะวางขายเคียงคู่กับ Core i3/i5/i7 แต่ในทางปฏิบัติแล้ว มันคือ Core i3/i5/i7 รหัส Y เดิมที่ใช้กับอัลตร้าบุ๊ก เอามารีแบรนด์ใหม่เป็น Core M ในรุ่นของ Broadwell นี้เอง (ในเอกสารจะเห็นชื่อ Broadwell Y หรือ BDW-Y ซึ่งก็หมายถึง Core M)

ตอนนี้จึงยังมีแค่รายละเอียดของ Broadwell ในส่วนของ Core M ถ้าอยากรู้เรื่อง Broadwell สายอื่นๆ ต้องรอรายละเอียดในงาน IDF นะครับ

อินเทลกำหนดโจทย์การออกแบบ Core M ว่ามันจะต้องยัดลงในอุปกรณ์แท็บเล็ตไฮบริด (อินเทลเรียก 2-in-1) หน้าจอขนาด 10 นิ้ว บางกว่า 9 มิลลิเมตร (ถ้านึกตัวอย่างไม่ออกก็ประมาณ Surface) การใช้งานในอุปกรณ์ที่บางขนาดนี้ไม่สามารถใส่พัดลมได้ (fanless) ทำให้ Core M ต้องออกแบบมาให้เล็กและความร้อนต่ำพอ

ในแง่ของขนาด ตัวบอร์ดของ Core M ทั้งแผ่นมีขนาดเล็กลง 50% เมื่อเทียบกับ Haswell

ในแง่ของความสูงของบอร์ดก็แบนลงกว่าเดิม 30% ด้วยเทคนิคที่เรียกว่า 3D inductors (3DL) เอาไปยัดไว้ในระดับเดียวกับบอร์ด ตามภาพ

ในแง่ของพลังงานก็มีการปรับปรุงการออกแบบหลายจุด ร่วมกับการปรับขนาดการผลิตมาอยู่ที่ 14 นาโนเมตร และการปรับปรุงชิปองค์ประกอบอื่นๆ เช่น WLAN, แรม, ชิปเซ็ต ให้ควบคุมพลังงานได้ดีขึ้นในภาพรวม ผลคืออัตราการปล่อยความร้อน (TDP) ดีขึ้น 2 เท่าเมื่อเทียบกับ Haswell-Y รุ่นที่แล้ว

ส่วนของสถาปัตยกรรมซีพียู ตรงนี้ยังไม่ค่อยมีรายละเอียดออกมามากนัก (ในสไลด์ของอินเทลมีหน้าเดียว) แต่เป็นการปรับปรุงขึ้นจาก Haswell ให้รันชุดคำสั่งต่อรอบ (instructions per cycle หรือ IPC) ดีกว่าเดิม 5%, ปรับปรุงเรื่องแคชและหน่วยความจำ, ปรับปรุงหน่วยประมวลผลทศนิยม (floating point) และปรับปรุงการเร่งการเข้ารหัส (cryptography acceleration)

ส่วนที่ปรับปรุงขึ้นเยอะกว่าคือจีพียู (ตอนนี้ยังไม่มีชื่อเรียกชัดเจนแต่ก็คงหนีไม่พ้น Intel HD 5000) โดยมีพลังการคำนวณดีขึ้น 20% และรองรับมาตรฐานกราฟิกใหม่ๆ ทั้ง Direct X 11.2 และ OpenGL 4.3

นอกจากงานกราฟิก 3 มิติแล้ว จีพียูยังปรับปรุงเรื่องการแสดงผลภาพและวิดีโอ ดันความละเอียดสูงสุดที่รองรับขึ้นไปที่ระดับ 4K และปรับปรุงคุณภาพของวิดีโอที่เรนเดอร์ให้ดีขึ้น

ตอนนี้เรายังไม่มีข้อมูลเรื่องการใช้งานซีพียูสาย Broadwell คู่กับจีพียูสาย Iris Pro (ที่เป็นคนละตัวกับ Intel HD) ต้องรอดูตอนอินเทลประกาศแผนการขายเป็นรายรุ่นว่าจะมีรุ่นไหนจับคู่กับ Iris Pro ได้บ้าง

อินเทลบอกว่าเราจะได้เห็นสินค้าที่ใช้ Core M ชุดแรกวางขายภายในสิ้นปีนี้ และจะมีสินค้ารุ่นอื่นๆ ตามมาอีกมากในช่วงครึ่งแรกของปี 2015

ที่มา - อินเทล

รายละเอียดทางเทคนิคแบบเต็มๆ อ่านได้จาก เอกสารนำเสนอของอินเทล (PDF), AnandTech, Ars Technica