Et le 3 nm de TSMC, c'est à quelle sauce ?

Il y a quelques jours, nous vous causions des annonces d’Intel quant à son Intel 4, première lithographie aux EUV de la firme. Cette fois-ci, c’est à son concurrent — en matière de production de puces, pas de design de CPU — TSMC de faire sa pub', avec une sacrée roadmap pour son N3, courant jusque 2025. 

Ainsi, les Taïwanais ont vu grand, et comptent sortir pas moins de 5 versions différentes du 3 nm : le N3 de base, le N3E un chouille moins dense, mais moins gourmand et au rendement meilleur, le N3P pour des performances en hausse, du N3S pour les partenaires recherchant de la densité et du N3X pour mettre l’accent sur le support des « hautes » tensions (plus de 1,2 V). Prêtez attention aux nommages : si le N4P/N4X est en fait un 5 nm (comprendre qu’il s’agit de raffinements du N5 et non d’un nouveau node à part entière), le N3 sera par contre bel et bien neuf, et ses améliorations nommées correctement : ça sera du N3machin-chose, et c’est tant mieux ! Pour la suite, le N2 sera à nouveau un changement de node, qui verra l’introduction des nanosheets, le nom sauce TSMC du GAAFET des bleus (coucou le 20A !) ; et le N3B qui pourrait se réveiller... ou pas.

Au niveau des caractéristiques précises, par contre, le flou artistique est de mise ; et pour cause : TSMC préfère présenter les gains par rapport au N5 (de base, sans aucun raffinement !) histoire d’offrir des chiffres avantageux, et pas pour toutes les finesses. De ce fait, le N3 est présenté comme 25 à 30 % plus économe en consommation par rapport au N5, ou 10 à 15 % plus performant à consommation égale, tout en apportant une densité des éléments logiques 1,7 fois plus importante. Déjà disponibles pour qui avait réservé sa place en avance (hello Apple et son M2), les premières puces en N3 devraient être produites en masse à la seconde moitié de 2022.

Pour ce qui est du N3E qui le raffinera, il est cette fois-ci question de 34 % de réduction de la consommation ou 18 % de performances supplémentaire (par rapport au N5, calmez-vous), pour une densité multipliée par « seulement » 1,6. Notez que, théoriquement, le N3E sera capable d’encaisser des fréquences plus hautes que le N3X (orienté gros courants), encore faudra-t-il que le design soit suffisamment économe pour en profiter. Au niveau des dates, ce N3E devrait entrer dans les semaines qui viennent en production limitée aux partenaires privilégiés, pour une disponibilité de masse vers la mi-2023.

Pour les triplets N3P, N3S et N3X, les informations se raréfient : les deux premiers devraient débarquer vers 2024, là où la version pour les gourmands est prévue pour 2023. D'ici-là, TSMC devrait recommuniquer sur les bouzins, histoire de préciser leur intérêt en pratique.

Le changement (de bibliothèque dans une puce), c’est maintenant !

Enfin, un des gros avantages du N3 et de ses dérivés sera le FinFlex, une technologie déjà à l’œuvre chez Intel, au passage, démontrant l’avantage de réaliser la conception et la gravure dans la même maison. En effet, son principe est simple : utiliser les différentes bibliothèques de gravure comme bon vous semble au sein d’un même design. En effet, entre les gains de performance à consommation constante et les gains de consommation à fréquence égale, il fallait auparavant choisir, et ce de manière irréversible pour tout un design. Désormais, il sera possible de sélectionner une variante pour une sous-partie de la puce, par exemple n'utiliser la sauce haute performance que pour les unités vectorielles, et une saveur plus équilibrée pour le reste du CPU. Pour quels gains en pratique ? Ce sera à votre Comptoir chéri de le mesurer une fois les nouveaux modèles disponibles sur les bancs de test ! (Source : AnandTech)