据业内消息人士透露,英伟达下一代高性能计算处理器——代号“Rosa”的CPU,有望采用台积电最新的A16(16埃米)制程工艺,并首次搭载背面供电技术(Super Power Rail)。这一技术组合有望在芯片密度、能效和信号互连效率上实现质的飞跃,为未来AI计算和数据中心服务器奠定新的硬件基础。

台积电A16:超越N2P的密度与效率跃进

台积电A16工艺是该公司在先进制程领域的又一次重要突破。据台积电官方此前披露,相较于目前主流的N2P工艺,A16工艺在芯片逻辑密度上最高可提升1.1倍,这意味着在相同芯片面积内可集成更多晶体管,或实现更小的芯片尺寸。然而,A16最引人注目的核心变革并非单纯的密度提升,而是其首次引入的“Super Power Rail”背面供电技术。

传统芯片设计中,供电网络与信号互连共享晶圆正面的金属层空间。随着制程微缩,供电线路占据的布线资源日益紧张,不仅导致供电效率下降,还会产生严重的IR drop(压降)问题——即电流经过线路时电压损失,影响芯片稳定性和性能上限。台积电的解决方案是:将庞大的供电网络从晶圆正面“搬”到背面,在晶圆背面专门铺设一层高导电性的供电轨,直接为晶体管提供电力。

背面供电:释放正面空间,重构芯片物理设计

具体而言,Super Power Rail技术通过在晶圆背面构建专用供电网络,将原本拥挤在正面的供电线路彻底剥离。正面空间被完全释放出来,专门用于信号互连,这意味着芯片内部的信号传输可以拥有更宽、更短、更干净的布线通道,大幅降低信号延迟和串扰,提升整体计算性能。与此同时,背面供电网络采用更粗的金属线,电阻更低,能够显著减小IR drop,保证在极高功耗场景下(如AI训练集群的密集计算)仍能稳定供电。

据半导体行业分析人士指出,背面供电是未来2nm以下制程的关键技术方向之一。英特尔早已在其20A和18A节点中规划了PowerVia背面供电方案,而台积电的A16则提供了竞争性选择。英伟达Rosa CPU选择台积电A16,不仅看中其密度优势,更看重背面供电技术对高性能计算场景的适配性。

Rosa CPU:英伟达的CPU雄心与AI生态布局

Rosa CPU并非英伟达的首款CPU产品。此前,英伟达已推出基于Arm架构的Grace CPU,专为AI计算和HPC场景设计。Rosa很可能是Grace的下一代升级版,代号暗示其面向更广泛的服务器市场,甚至可能与英伟达的GPU产品线(如Blackwell架构)深度耦合,形成更紧密的CPU+GPU超级芯片系统。

消息称,Rosa CPU将采用台积电A16工艺,意味着其晶体管数量可能达到千亿级别,并在内存控制器、互联带宽、AI加速指令集等方面实现重大升级。背面供电技术则保障了其能在更高频率和功耗下稳定运行——这正是AI训练、推理与科学计算场景的刚需。此外,更优的供电效率有助于降低数据中心散热成本,契合行业对绿色计算的追求。

行业影响与竞争格局

台积电A16工艺预计将在2025年下半年至2026年实现量产,英伟达Rosa CPU的推出时间或与此同步。这一组合将给英特尔、AMD带来直接压力。英特尔正全力推进18A(约1.8nm)节点,AMD则依赖台积电3nm及后续制程。背面供电技术的加入,使英伟达在CPU端的工艺选择不再落后于GPU领域的领先地位,有望在服务器CPU市场占据更大份额。

同时,英伟达此举也向整个半导体产业链释放信号:先进制程的竞争已从单纯的“减小线宽”转向“重构晶体管与供电架构”。背面供电、3D堆叠、光互连等新技术的集成,正成为打破摩尔定律限制的关键手段。对于台积电而言,A16工艺赢得英伟达这一大客户,将有助于其在高端芯片代工领域巩固优势,并加速背面供电技术的量产验证。

展望:AI时代的“算力底座”再升级

英伟达Rosa CPU采用台积电A16工艺,搭配背面供电技术,从架构层面解决了高密度、高功耗芯片的供电瓶颈与信号互连挑战。当CPU与GPU在统一工艺和供电方案下协同工作时,英伟达的AI计算平台将拥有更强大的算力底座。对于全球云计算厂商、科研机构和AI初创企业而言,这意味着新一代服务器可能带来性能翻倍、功耗降低的实际收益。

当然,消息仍需等待官方正式发布。但可以预见的是,随着背面供电技术从实验室走向产线,整个高性能计算领域正在迎来又一次架构革命。英伟达的Rosa CPU,也许正是这场革命的先锋之作。