另类的蓝色巨人心脏，GF为制造IBM z14大型机CPU使用14HP工艺

GlobalFoundries在本周早些时候宣布推出新的半导体定制技术，用于制造IBM的大型机z14系统中的CPU，GlobalFoundries的14HP（14nm，高性能）工艺使用了FinFET和SOI（硅绝缘）技术，是IBM z14系统CPU的最佳选择，因为使用该技术制造的CPU具有小体积和高频率两个特点。

GlobalFoundries当初承接来自IBM的半导体业务时，IBM要求GlobalFoundries在2014年至2024年期间为IBM服务器CPU开发定制工艺，涉及多个节点。最初两家公司谈及了定制的22nm，14nm和10nm工艺技术，但在最新公告中，他们只提到了10年的独家供应协议，却没有公布工艺制程。据悉GlobalFoundries将直接跳过定制10nm制程，转而使用定制7nm制程。

我们现在来谈一下IBM的z14大型机，以及为什么IBM要使用定制的14HP工艺来打造z14上的处理器。首先IBM的Z系列大型机是7x24小时不间断工作的，而且处理的都是一些关键任务，比如信用卡处理，IBM z系列大型机上的CPU在架构，功能和物理布局设计上都是独一无二的，有别于我们常见的AMD和Intel处理器。每个IBM z14刀片式主机内都有6个CPU（IBM称其为CP），每个CP处理器上都有L2和L3，以及具有L4缓存负责系统控制的互联芯片（IBM称其为SC）。每个CP由61亿个晶体管组成，频率5.2GHz，10核心设计，每个核心有6MB L2（2MB指令，4MB数据）和共享的128MB L3。而系统控制（SC）芯片有97亿个晶体管，672MB的L4缓存，保证CPU之间的一致性。CP和SC的设计都非常复杂，但14HP技术可以将芯片规模缩小。

在2000年，IBM首次用SOI来制造代号为“Istar”的PowerPC-AS CPU，之后AMD和其他公司都用上SOI技术打造高性能处理器。使用SOI工艺可以让CPU的频率更高，但功耗却不会随之大幅提升，但使用SOI技术的圆晶成本比较高，这是GlobalFoundries 14HP必须解决的问题。

GlobalFoundries表示，他们从Fab 8工厂中累积的14nm FinFET制造经验将应用到14HP工艺技术上，但并没明确表示14HP是基于14nm LPP工艺。和GlobalFoundries自家的14nm LPP工艺相比，14HP最多可以支持17层设计（12nm LPP和14nm LPP都是13层），设计库可达12T，来自ASML公司的TWINSCAN NXT光刻平台将负责生产这些14HP定制芯片。

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GlobalFoundries并没有披露太多14HP工艺的具体细节，不过这也很正常，毕竟只有一个客户使用这种工艺，而IBM自己也不想分享这款处理器的设计细节。

文章来源：AnandTech