Intel, 2021'de duyurduğu IDM 2.0 stratejisinin önemli bir parçası olarak özel x86 işlemciler tasarlama ve bunları kendi fabrikalarında üretme yolunda ilerlediğini duyurdu. Şirket, bu alanda şimdiye kadar önemli bir yönetici ataması yapmamış olsa da, Amazon Web Services için özel Xeon işlemciler tasarlamasıyla bu alandaki yeteneklerini göstermişti. Ancak bu ay, Intel iki önemli adım atarak fiilen bir sözleşmeli çip tasarımcısı haline geldi. İlk olarak, özel silikon işini yönetecek bir yönetici atadı ve ikinci olarak, Nvidia'nın yapay zeka platformları için özel Xeon işlemciler geliştirecek çok yıllı bir sözleşme imzaladı.
Intel'in Özel İşlemci İşindeki Güncel Durumu
Intel, on yılı aşkın süredir çeşitli müşterilere yarı özel Xeon işlemciler sunuyor. Bu işlemciler genellikle özel iş yükleri için optimize edilmiş performans veya verimlilik artışlarına ihtiyaç duyan büyük veri merkezi veya yapay zeka müşterilerine hitap ediyor. Bu Xeon işlemciler, standarttan farklı frekans hızları, güç tüketimi limitleri, paketleme yöntemleri, mikro kodlar, özellik setleri ve hatta özel hızlandırıcılar ile özelleştiriliyor.
2021'de Intel, özel x86 işlemcilerinden bahsederken, özelleştirilebilir çekirdekler, özel IP'ler ve Intel'in özel IP'lerini bir araya getirme yeteneğinden söz etmişti. Bu, şirketin mevcut yarı özelleştirilmiş ürünlerinden çok daha ileri bir seviyeyi ifade ediyordu. Ancak Intel'in büyük bir müşterisi için kamuya açıkladığı tek özel ürün, Amazon Web Services için tasarladığı Xeon işlemciler oldu.
Intel, bu ürünlerdeki IP düzeyindeki özelleştirmelerin kapsamını hiçbir zaman açıklamadı. Ancak AWS'den bildiğimiz kadarıyla, özel Xeon 6 işlemcisinin bilinmeyen sayıda çekirdeği, standart Xeon 6952P modelindeki 3.20 GHz'in üzerinde 3.90 GHz'lik tüm çekirdek turbo frekansı ve daha hızlı DDR5-7200 bellek desteği bulunuyor. Ancak bu tür bir özelleştirme, büyük bulut sağlayıcılarının veri merkezlerinde kullandıkları onlarca farklı özelleştirilmiş işlemci modeliyle rekabet edebilecek düzeyde.
Intel'in bu alanda daha fazla başarı elde etmesi için bu durumun değişmesi gerekiyor. Bu ay Intel, Özel Mühendislik Grubu'nun başına Srini Iyengar'ı atayarak şirketin geniş bir dış müşteri kitlesine hitap eden özel silikon işi oluşturmasını sağladı. Bu kolay bir görev olmasa da, Iyengar bu görevi üstlenmek için gerekli deneyime sahip.
Srini Iyengar, Intel'de yirmi yılı aşkın süredir görev yapıyor ve kariyerinin son yarısını altyapı platformları için özel silikon mimarisi üzerine odaklanarak geçirdi. Baş Mühendis olarak, Arm tabanlı Altyapı İşleme Birimi (IPU) SoC'lerinin mimarisini oluşturmada, performans, güç ve alan (PPA) optimizasyonu için ürün özelliklerini belirlemede ve özel çözümler sunmak için IP satıcıları, doğrulama, firmware ve üretim ekipleriyle işbirliği yapmada kilit rol oynadı. Daha önce, sunucu CPU'ları için özel hızlandırıcı alt sistemlerinin mimari geliştirmesini yönetmişti.
Ek olarak, Intel bu ay özel silikon biriminin şimdiye kadarki en büyük kazanımını duyurdu: Nvidia ile imzalanan çok yıllı bir sözleşme. Bu sözleşme kapsamında Intel, Nvidia'nın yapay zeka altyapısı için özel Xeon işlemciler geliştirecek ve üretecek. Nvidia'nın yapay zeka donanım pazarındaki hakimiyetini göz önüne alındığında, bu hem hacim hem de Intel'in kamuoyundaki imajı açısından önemli bir sözleşme.
Özel Silikon Talebi Artıyor
Intel'den bahsederken özel silikondan anladığımız genellikle tüketici ve veri merkezi işlemcileri oluyor. Ancak yarı iletken endüstrisi, yapay zeka, otomotiv, bulut, tüketici elektroniği, veri merkezleri ve diğer birçok sektörde özel uygulama işlemcilere yönelik talebin hızla arttığına tanık oluyor.
Yaklaşık on yıl önce sadece büyük şirketler kendi özel çiplerini geliştirebiliyordu. Ancak olgunlaşan sözleşmeli çip geliştirme hizmetleri, IP ekosistemleri, üretim verimliliği ve değişen rekabet ortamı sayesinde özel çiplere olan ilgi her zamankinden daha güçlü.
Akıllı telefonlar için özel işlemcilerde Apple'ın erken liderliği, özel silikonun performans, verimlilik ve ürün farklılaştırması sağlayabileceğini göstererek tüketici elektroniği endüstrisine yön verdi. 2025 itibarıyla Google, Huawei ve Xiaomi de kendi akıllı telefon SoC'lerini geliştirdiler.
Veri merkezlerinde Amazon ve Google gibi büyük bulut sağlayıcıları, özel silikonun önemli birer itici gücü haline geldi. AWS, yapay zeka eğitimi için Trainium hızlandırıcılarına, yapay zeka çıkarımı için Inferentia hızlandırıcılarına ve genel amaçlı bilgi işlem için Graviton CPU'larına sahip. Google ise yapay zeka (TPU'lar), video (VCU'lar) ve kendi akıllı telefonları için uygulama işlemcileri üretiyor. Bu şirketler, donanım ve yazılım yığınlarını entegre etmekten fayda sağlıyor, bu da ölçekte daha iyi verimlilik ve daha düşük maliyetler sağlıyor. Bu eğilim, Alibaba, Baidu, Meta, Microsoft ve OpenAI gibi diğer büyük bulut sağlayıcılarına da yayılıyor.
Otomotiv üreticileri de yazılımla tanımlanan araçlara (SDV'ler) geçiş yaparken kendi işlemcilerine yatırım yapıyor. Bu şirketler, bir araçta birden fazla üst düzey SoC kullanacaklar ve muhtemelen ADAS (Gelişmiş Sürücü Destek Sistemleri) SoC'leri birden fazla çiplet kullanacak. Bu şirketler sadece güvenilirlik, performans ve özelliklerle değil, aynı zamanda uzun vadeli bulunabilirlikle de ilgileniyor.
Cadence, Synopsys ve Siemens AI gibi firmaların gelişmiş yapay zeka destekli EDA araçları ve Ansys'in simülasyon araçları (şimdi Synopsys'in bir parçası), özel işlemci geliştirme sürecini büyük ölçüde kolaylaştırıyor. Bu da kendi çip tasarım departmanını kurmak isteyen şirketler için engelleri düşürüyor. Yatırımın geri dönüşü cazip görünüyorsa, birim maliyetler önemli ölçüde düşüyorsa, toplam sahip olma maliyeti birkaç kat azalıyorsa veya performans iyileştirmeleri dramatikse, şirketler en azından şirket içi bir çip tasarım girişimi başlatmayı düşünecektir.
Ancak, çip geliştirme her zaman para ve pazar süresi açısından risklidir. Bu, özellikle sıfırdan başlayan veya kurum içi uzmanlığa sahip olmayan şirketler için geçerlidir. Ayrıca, özel silikondan faydalanabilecek her şirket, dahili bir çip departmanını karşılayamaz. Son olarak, birçok nedenden dolayı dahili bir çip tasarım departmanı karşılamak istemeyen şirketler de vardır. İşte burada siparişe dayalı sözleşmeli tasarım hizmeti veren şirketler devreye giriyor.
Müşteriler Ne İstiyor?
Özel silikonun faydalarından yararlanmak isteyen ancak IP lisanslama, doğrulama veya tape-out gibi spesifik detayları yönetmenin karmaşıklığından kaçınmak isteyen şirketlerin, bir sözleşmeli çip tasarımcısından çok spesifik gereksinimleri vardır. Çünkü bu tasarımcı, sadece bir hizmet sağlayıcı değil, stratejik bir ortak haline gelir.
İlgilenen şirketlerin en büyük önceliklerinden biri, ortaklarının deneyimidir. Müşteriler, karmaşık SoC veya ASIC teslimatı konusunda kanıtlanmış bir geçmişe sahip, tercihen kendi endüstri alanlarında uzmanlaşmış tasarım firmaları ararlar. Bu, yalnızca silikon teslimatını değil, aynı zamanda gelişmiş düğümlerde başarılı tape-out'ları, sistem düzeyinde mimari anlayışı ve otomotiv, yapay zeka/makine öğrenimi, istemci PC'ler ve ağ oluşturma gibi kilit dikey alanlarla aşinalığı da içerir.
İkinci olarak, müşteriler kapsamlı bir IP portföyüne erişim beklerler. Çoğu firma her IP bloğunu tek tek kaynak ve lisanslamak istemez; bu nedenle, sözleşmeli tasarımcılar PCIe, DDR, SerDes, Ethernet, USB ve güvenlik gibi temel IP bloklarını sağlamalı veya entegre etmelidir. Birçok müşteri ayrıca kendi özel IP'lerini entegre etme veya ortak geliştirilmiş bloklar aracılığıyla farklılaşma yeteneğine sahip olmayı gerektirir. Bu nedenle, çip tasarımcısı lisanslama esnekliğine, yeniden kullanım haklarına ve derin IP entegrasyonu konusunda uzmanlığa sahip olmalıdır.
Üçüncü olarak, müşteriler olgun ve otomatikleştirilmiş bir tasarım akışı talep eder. Daha hızlı tape-out'lar ve daha az silikon hatası, zamanında ve bütçe dahilinde kalmak için kritiktir. Bu aynı zamanda tasarımcının minimum denetimle doğrulama, test bankası oluşturma, simülasyon ve onay süreçlerini yönetmesi gerektiği anlamına gelir.
Dördüncü olarak, müşteriler üreticiler ve dış kaynaklı yarı iletken montaj testleri (OSAT'ler) ile önceden var olan ilişkileri de değerli bulurlar. Bu, tasarlanan işlemcinin seri üretime gireceğini ve hedeflenen hacimlere öngörülebilir maliyetlerle ulaşılacağını garanti eder. Uzun vadeli destek — verim artışı, silikon doğrulaması, firmware ayarlaması ve ürün yaşam döngüsü yönetimi dahil — genellikle önemli bir faktördür.
Son olarak, bazı müşteriler tam anahtar teslim modeli tercih ederken, diğerleri nihai devirle ortak geliştirme seçeneğini tercih eder. Normalde, bir sözleşmeli çip tasarımcısı her ikisini de desteklemeli ve güçlü IP koruması, veri güvenliği ve net sahiplik şartları sağlamalıdır.
Intel'in Sunduğu ve Sunamadıkları
Intel bugün, müşterilerin bir sözleşmeli çip tasarımcısından beklediği birçok unsuru sunabiliyor ancak hepsini değil. Şirket, rekabetçi bir özel silikon işi oluşturma yolunda ciddi adımlar atarken, bazı kilit alanlarda yerleşik ASIC oyuncularının gerisinde kalıyor.
Intel, geniş bir PC işlemcisi, veri merkezi için Xeon işlemciler, GPU'lar, FPGA'lar (Altera aracılığıyla) ve hatta yapay zeka hızlandırıcıları dahil olmak üzere dünyanın en karmaşık işlemcilerinden bazılarını tasarlama konusunda onlarca yıllık deneyime sahip. Şirket, ölçekte güç, performans ve alan (PPA) ödünleşimlerini açıkça anlıyor.
Yüksek performanslı x86 tabanlı bilgi işlem veya özel sunucu sınıfı silikon gerektiren müşteriler için Intel'in mimari bilgisi muhtemelen eşsizdir. Ek olarak, son yıllarda Intel, farklı üreticilerden farklı düğümlerde üretilen çipletleri entegre etme deneyimi kazanmıştır; bu, endüstride henüz hacimsel olarak kimsenin başaramadığı bir başarıdır.
Ancak, Alchip, Andes, GUC, Marvell veya MediaTek'in aksine, Intel'in Arm, RISC-V veya üçüncü taraf çekirdeklerini müşteri tasarımlarına entegre etme konusunda kanıtlanmış bir geçmişi bulunmuyor.
Intel, x86 çekirdekleri, GPU'lar (ve medya motorları, ekran motorları, ekran denetleyicileri, ses kodekleri vb. gibi destekleyici donanımlar), yapay zeka hızlandırıcıları, güvenlik motorları, özel amaçlı hızlandırıcılar (öncelikli olarak veri merkezleri için) ve yüksek hızlı G/Ç denetleyicileri ve PHY'ler (örneğin, DDR, HBM, Ethernet, PCIe, Thunderbolt, UPI, USB vb.) dahil olmak üzere geniş bir IP yelpazesine sahiptir. x86 tabanlı bir ürün oluşturmak ve güvenilir Intel IP bloklarını yeniden kullanmak isteyen müşteriler için şirket, özellikle veri merkezi ve belki de yapay zeka hızlandırıcıları için güçlü bir başlangıç noktası sağlayabilir.
Bununla birlikte, Intel'in kendi 18A işlem teknolojileri için IP'si (şimdilik) nispeten sınırlıdır, bu nedenle Synopsys gibi üçüncü taraf firmalardan IP lisanslaması gerekecektir ki bu büyük bir sorun olmasa da karmaşıklık ekler. Intel'in TSMC'nin işlem teknolojileri için kanıtlanmış IP'leri olsa da, bunlar çoğunlukla tüketici çözümlerine odaklanmıştır, veri merkezi çözümlerine değil, bu da tekrar üçüncü taraf IP'lere güvenilmesine neden olacaktır.
Intel Foundry ve EMIB, Foveros ve 3D çipletler gibi paketleme yetenekleriyle Intel, yalnızca özel çip tasarımı değil, aynı zamanda üretim ve gelişmiş entegrasyon seçenekleri de sunabilir. Bu, harici üreticilere ve OSAT'lere dayanan yalnızca tasarım firmalarına kıyasla güçlü bir farklılaştırıcıdır. Çiplet tabanlı SoC'ler veya heterojen tasarımlar için Intel, ilgi çekici bir paketleme yol haritasına sahiptir. Intel'in TSMC ile de iyi bir ilişkisi var.
Bununla birlikte bir algı sorunu olabilir. Intel, kendi IP, paketleme veya düğüm tercihlerini önceliklendirebilir, bu da tasarım özgürlüğünü sınırlayabilir. Bazı müşteriler, GDSII dosyasını TSMC'ye teslim edecek nötr, üretici bağımsız bir ortak tercih edebilir.
Son olarak, Intel'in geleneksel iş modeli, düşük karışım/yüksek hacimli çip geliştirme ve üretime odaklanmıştır. Bir sözleşmeli üretici, çevik geliştirme, tape-out ve düşük hacimli üretime odaklanır ve Intel'in ekiplerinin bu tür işler için ne kadar hazır olduğunu bilmiyoruz.
İlk Adım
Intel, dünya standartlarında mimari yetenekler, sağlam bir altyapı IP tabanı ve güçlü üretim ve paketleme yetenekleri sunuyor. Özel tasarım hizmetleri, yüksek performanslı x86 tabanlı silikon isteyen ve bunu Intel Foundry'de üretmeye istekli olan büyük bulut sağlayıcıları veya büyük altyapı müşterileri için muhtemelen idealdir.
Şimdiye kadar Intel, bu tür müşterilerle sınırlı başarı elde etti, ancak (en azından kağıt üzerinde) özelleştirilmiş çekirdekler sunmaya istekliydi. Ancak Nvidia ile yapılan anlaşma, Intel'in gerçekten yüksek derecede özelleştirilmiş CPU'lar için sipariş alabildiğini gösteriyor; bu da doğru yönde atılmış bir adımdır.
Son yıllarda Intel, TSMC ve Ansys (şimdi Synopsys'in bir parçası), Cadence, Synopsys ve Siemens EDA gibi önde gelen çip geliştirme ve simülasyon aracı geliştiricileriyle ilişkiler kurdu. Ek olarak, şirket Cadence ve Synopsys dahil olmak üzere üçüncü taraf IP şirketleriyle ortaklıklar kuruyor.
Ancak, Intel'in Arm, RISC-V ve özel işlem çekirdekleriyle sınırlı deneyimi, Broadcom Custom Silicon, Alchip veya GUC gibi genel amaçlı ASIC firmalarına kıyasla rekabetçi bir dezavantajdır. Ancak bu, Intel'in özel silikon işi için, geliştirmenin erken aşamalarında kısıtlayıcı bir faktör değildir. Peki, bu hırsları nasıl sonuçlanacak? Sadece zaman gösterecek.
