Intel jura que conseguirá manter o ciclo Tick-Tock, que está de volta

Nesta terça-feira (23), a Intel revelou sua nova estratégia comercial chamada IDM 2.0 (de Integrated Devices Manufacturer, ou Fabricação Integrada de Dispositivos em português), que inclui o investimento de US$ 20 bilhões na construção de novas fábricas, impressão de chips para outras companhias e até um ensaio de reaproximação com a Apple, ao fabricar processadores ARM e RISC-V, além dos que usam a arquitetura x86/CISC.

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No entanto, uma das novidades mais curiosas, e que demonstra o nível de compromisso que a Intel está assumindo, é o fim da estratégia PAO e a retomada do ciclo Tick-Tock para implementação de novas arquiteturas. Ou seja, o ciclo de dois anos deve voltar, mesmo após a companhia se atrapalhar por anos a fio para miniaturizar seu processo de litografia.

Intel, Lei de Moore e o Tick-Tock

Em abril de 1965, o fundador da Intel Gordon E. Moore disse à revista Electronic Magazine que "o número de transístores" de um circuito integrado, expressão adaptada posteriormente para "poder computacional" de processadores, deveria dobrar a cada 18 meses (posteriormente revisto para 2 anos) sem alteração no custo, visando a evolução dos componentes e da computação como um todo.

A frase não era mais do que uma observação pontual, uma relação empírica ligado ao ganho de experiência nas linhas de produção dos chips, mas foi elevada ao status de "Lei" e parâmetro para toda a indústria tech. A Lei de Moore foi mantida e seguida à risca por quase 50 anos, todas as empresas, da Intel à AMD, IBM, ARM e outras, buscavam sempre forçar novos designs de chips que oferecessem o dobro de performance a cada 24 meses.

As consequências se refletiram nos custos, que acabaram não se mantendo, o que levou à criação da controversa Segunda Lei de Moore (ou Lei de Rock), que diz que o custo de produção dos processadores dobra a cada 4 anos, e acaba sendo repassado aos consumidores e OEMs, mesmo com evidências que os custos reais não refletem essa tendência.

Focando exclusivamente na Intel, a companhia introduziu o modelo Tick-Tock de produção após problemas com os Pentium 4 da arquitetura Prescott, os primeiros de 64 bits e que usavam um processo de litografia de 90 nanômetros. Ele se reveza a cada ano e é dividido da seguinte forma:

1. Tick: introdução de um novo processo de fabricação de chips e otimização da arquitetura vigente ("tock" anterior);
2. Tock: introdução de uma nova arquitetura, com processo de litografia usando menos nanômetros (medida de espaço entre os transístores, permitindo a inclusão de mais elementos) que a anterior, usando o processo de fabricação introduzido no "tick".

O ciclo funcionou como um reloginho por um tempo, começando com a arquitetura Merom em 2006 até a Haswell em 2013, sempre intercalando processo e arquitetura. No entanto, ao saltar de 22 nm para 14 nm e introduzir a arquitetura Skylake, as coisas começaram a complicar.

O processo para otimizar o ritmo de miniaturização dos chips e alcançar os ARM, que já mostravam considerável poder de fogo na época, resultou em atraso atrás de atraso, e os primeiros chips Haswell só surgiram em 2015.

Na hora de pular para os 10 nm e preparar terreno para os chips de 7 nm e 5 nm, a coisa degringolou de vez. Incapaz de ajustar seus processos, a Intel teve que lustrar a arquitetura Haswell até onde podia, lançando uma revisão atrás da outra. Nisso, a Lei de Moore já tinha ido para a cucuia.

Surge a estratégia PAO

Para não se atrapalhar mais, em 2016 a Intel introduziu a chamada Estratégia PAO (Processo, Arquitetura e Otimização) no lugar do Tick-Tock, esticando o período de renovação dos chips de 2 para 3 anos.

Após os anos de Processo e Arquitetura, entra um terceiro de Otimização, que visava uma otimização de todo o conjunto, de modo a introduzir novos chips que usassem o máximo da combinação entre a litografia vigente e o processo de impressão.

Na prática, o plano não deu certo. A arquitetura de 14 nm foi estendida por 5 anos, abrangendo os chips Broadwell (processo Haswell), Skylake, Kaby Lake, Kaby Lake R, Coffee Lake, Whiskey Lake, Amber Lake, Rocket Lake (todos Skylake) e Rocket Lake (Cypress Cove).

O processo de 10 nm, que inclui os processadores Cannon Lake (processo Palm Cove), Ice Lake, Tiger Lake (Sunny Cove) e o futuro Alder Lake (processo ainda sem nome) seguiu um roadmap estável, mas também furou a meta, se estendendo entre 2018 e 2021.

As trapalhadas seguidas da Intel fizeram a empresa perder espaço para a AMD, com seus chips de 7 nm (embora a definição de nanômetro varie entre as companhias) que usam uma curiosa gambiarra, uma matriz co-processadora de 14 nm que reúne controladores de memória e instruções I/O, enquanto que o chiplet fica com as instruções essenciais.

Ao mesmo tempo, a ARM ganhou espaço em celulares e desktops, ao ponto da Microsoft desenvolver uma versão do Windows compatível com chips da Qualcomm, e a Apple abandonar a parceria e migrar seus Macs para componentes da TSMC, o que gerou uma série de reações desesperadas e geradoras de vergonha alheia da ex-aliada.

A volta do Tick-Tock

Como o cerco em volta da Intel fechou, a nova estratégia da companhia irá intensificar seus negócios de impressão para terceiros, incluindo chips ARM e RISC-V, ao mesmo tempo que os seus deverão assumir um roadmap mais acelerado. Para isso, a estratégia PAO foi para o brejo, dando lugar ao retorno do Tick-Tock.

Segundo a Intel, o primeiro tile dos chips Meteor Lake de 7 nm devem ficar prontos, se não houverem mais atrasos, ainda em 2021, no entanto, o lançamento comercial ("tock") só será realizado em 2023, seja para OEMs e clientes corporativos, ou para usuários finais (esses ficarão por último na fila). Assim, 2022 será o ano do próximo "tick", com a introdução de um novo processo para a arquitetura de 10 nm (o Skylake foi encerrado em 2019).

Se o cronograma for seguido à risca, e esse é o compromisso assumido pela Intel, os primeiros processadores de 5 nm da companhia deverão chegar ao mercado em 2025, mas até lá, muita coisa pode ter acontecido no setor, se considerarmos o avanço das parcerias Apple/TSMC e Windows/Qualcomm em desktops.

Quem viver, verá.

Fonte: Intel Newsroom, ExtremeTech