A análise do Panther Lake revela o Intel 18A em detalhes — a TSMC ainda lidera em densidade

A SemiAnalysis realizou uma análise aprofundada do processador Core Ultra 7 365 (Panther Lake) da Intel, oferecendo uma primeira visão independente do que há dentro dos chips e da tecnologia de fabricação de chips mais avançada da Intel até o momento. A análise concentra-se no processo 18A da Intel, incluindo seu novo projeto de transistores e o sistema de fornecimento de energia na parte traseira — duas tecnologias que a empresa considera fundamentais para seu retorno à fabricação.

A principal conclusão é que a Intel conseguiu integrar ambas as tecnologias em um chip destinado ao consumidor final. No entanto, a análise também sugere que o 18A está, aproximadamente, no mesmo nível do N3E da TSMC em termos de densidade lógica. Os nomes “18A” e “N3E” não devem, no entanto, ser interpretados como dimensões físicas literais de 1,8 e 3 nm, respectivamente: trata-se de designações de nós, e não de medidas diretamente comparáveis.

O Panther Lake é o primeiro processador da Intel para o mercado de consumo a utilizar transistores RibbonFET, a versão da empresa da tecnologia gate-all-around (GAA). Em vez de conduzir a corrente através das estreitas “aletas” verticais utilizadas nos projetos FinFET mais antigos, o RibbonFET utiliza quatro camadas horizontais de silício empilhadas. A porta do transistor envolve cada camada, proporcionando à Intel um controle mais preciso sobre a corrente elétrica que flui pelo transistor e ajudando a reduzir o vazamento.

A outra grande mudança é o PowerVia, a implementação da Intel de um sistema de fornecimento de energia pelo verso do chip. Em um processador convencional, os sinais de energia e de dados trafegam pelas camadas de fiação metálica acima dos transistores. O PowerVia transfere grande parte da rede de alimentação para o outro lado do chip, abaixo da camada de transistores. Isso libera a fiação da face frontal para os sinais e permite caminhos de alimentação mais curtos e largos, reduzindo potencialmente a resistência elétrica e melhorando a estabilidade da tensão para os blocos mais exigentes do chip.

Uma das descobertas mais interessantes da análise detalhada diz respeito à densidade de transistores, o que nos dá uma visão mais moderada da posição competitiva do 18A. A SemiAnalysis mediu a lógica de computação 18A do Panther Lake e constatou que ela possui aproximadamente a mesma densidade que a lógica da GPU fabricada no processo N3E da TSMC. Este é um resultado significativo para a Intel, que nos últimos anos ficou para trás em relação aos maiores fabricantes contratados de chips no que diz respeito a processos de fabricação avançados. No entanto, a SemiAnalysis afirma que o 18A não supera os nós mais recentes da TSMC, N3P e N2, nem o SF2 da Samsung, em termos de densidade máxima.

Isso é importante porque a densidade de transistores continua sendo um dos indicadores mais claros do custo potencial e das vantagens de escalabilidade de um nó de fabricação. A abordagem da Intel ainda pode trazer benefícios em termos de fornecimento de energia, flexibilidade de roteamento e desempenho, mas isso não se traduz automaticamente na menor área lógica possível.

A análise também mostra como a Intel está utilizando chiplets e embalagens avançadas para combinar diferentes tecnologias de processo em um único produto. O processador combina blocos separados de computação, GPU e E/S em uma base passiva de silício, utilizando a embalagem Foveros-S. O bloco de computação é fabricado no processo Intel 18A, enquanto a GPU vem em duas versões: um bloco Xe3 de quatro núcleos produzido no processo Intel 3 e uma versão maior de 12 núcleos fabricada pela TSMC utilizando o processo N3E. Os blocos de E/S também são fabricados pela TSMC, utilizando seu processo N6 mais antigo.

A SemiAnalysis também identificou mudanças notáveis no bloco de computação. A análise de desmontagem indica que a arquitetura da CPU do Panther Lake é uma evolução, e não um redesenho completo. Seu núcleo de desempenho Cougar Cove mantém uma área próxima à do núcleo Lion Cove utilizado na geração anterior, o Lunar Lake, mesmo com o aumento da capacidade do cache L2 de 2,5 MB para 3 MB por núcleo. A SemiAnalysis estima que o Cougar Cove acomoda 20% a mais de cache L2 em uma área de núcleo de tamanho semelhante. Enquanto isso, o cluster de núcleos E Darkmont LP de quatro núcleos é cerca de 5% menor do que seu antecessor.

A análise também aponta para uma reformulação do acelerador de IA da Intel com foco na eficiência. Diz-se que a NPU 5 do Panther Lake ocupa 36,9% menos área do que a NPU 4 do Lunar Lake, mantendo a mesma contagem geral de MACs INT8. A Intel consolidou o processamento em um número menor de motores de computação neural maiores e reduziu o número de memórias temporárias e DSPs SHAVE de 12 para seis. A NPU 5 também adiciona suporte nativo a FP8, um formato de dados de menor precisão cada vez mais utilizado para inferência de IA.

A GPU oferece outra comparação interessante. Um núcleo Xe3 no bloco GT1 baseado no Intel 3 é cerca de 55% maior do que um no bloco GT2 de 12 núcleos baseado no N3E. Em termos simples, o próprio processo da Intel é capaz de produzir a GPU, mas o N3E da TSMC permite que a Intel incorpore uma quantidade substancialmente maior de hardware gráfico na mesma área de silício.

O relatório da SemiAnalysis não apresenta o Panther Lake como prova de que a Intel já tenha recuperado uma liderança decisiva em termos de processo. Em vez disso, ele mostra uma empresa que alcançou algo tecnicamente importante: incorporou novos métodos de transistores e fornecimento de energia a um chip comercial para PC. Mas o 18A ainda precisa provar que pode proporcionar à Intel uma vantagem duradoura sobre a TSMC em termos de desempenho, eficiência e custo de fabricação.