211service.com
Intel, IBM — materiały dotyczące przeglądu mikroprocesorów nowej generacji
W sobotę Intel i IBM osobno ogłosiły nowy rodzaj materiału tranzystorowego, który według firm doprowadzi do mniejszych chipów, zwiększonej wydajności obliczeniowej i bardziej energooszczędnych komputerów. Obaj producenci chipów planują zintegrować nowy materiał z następną linią produkcyjną chipów – znaną jako generacja 45-nanometrowa – w ciągu roku. Ostatecznie ten postęp powinien sprawić, że komputery będą lepiej grać w gry wideo, edytować filmy i wykonywać inne zadania wymagające dużej mocy obliczeniowej.
Obraz układu pamięci statycznej o dostępie swobodnym (SRAM) firmy Intel, zawierającego ponad miliard tranzystorów, który jest zbudowany z nowych materiałów, ogłosiła dzisiaj firma. Oddzielnie IBM i Intel ogłosiły nowe materiały chipowe, które pomogą poprawić wydajność obliczeniową mikroprocesorów nowej generacji.
Intel, znany ze swoich chipów do komputerów osobistych, ogłosił również, że nowe chipy pojawią się w kolejnej generacji dwurdzeniowych i czterordzeniowych komputerów i serwerów, które mają trafić do produkcji pod koniec tego roku. IBM, znany ze swoich serwerów i wysokowydajnych systemów obliczeniowych, spodziewa się, że produkty z nowymi chipami pojawią się na początku 2008 roku.
Historycznie wydajność mikroprocesorów podwajała się co dwa lata, zgodnie z trendem znanym jako prawo Moore'a. Wydajność wzrosła dzięki technologii wytwarzania chipów, która pozwala na kurczenie się tranzystorów z każdą generacją, pozwalając na upakowanie większej liczby tranzystorów na chipie lub pozwalając na zmniejszenie chipów. Obecnie większość mikroprocesorów komputerowych i serwerowych jest wytwarzana w tak zwanym procesie 65-nanometrowym. Następna generacja tranzystorów zostanie zmniejszona w procesie 45-nanometrowym. Jednak nowe materiały firm zapewnią tej generacji chipów wzrost wydajności, który nie byłby możliwy w innym przypadku.
Jedną z istotnych zmian będzie ważny element tranzystora zwany dielektrykiem bramki. Ten składnik pomaga kontrolować przepływ elektronów, które włączają lub wyłączają tranzystor. Od dziesięcioleci dielektryk bramki jest wykonany z materiału izolacyjnego zwanego dwutlenkiem krzemu. Jednak w miarę kurczenia się tranzystorów warstwa dwutlenku krzemu musiała stać się cieńsza. Stanowi to jednak problem, ponieważ cienka warstwa dwutlenku krzemu przepuszcza prąd elektryczny, wytwarzając nadmiar ciepła i powodując słabą wydajność urządzenia.
IBM i Intel odkryli, że materiał o nazwie high-k daje te same korzyści co dwutlenek krzemu, ale może to robić w grubszej warstwie. Materiał bazuje na pierwiastku hafn i obie firmy twierdzą, że znacznie zmniejsza ilość upływu prądu.
Oprócz konieczności wymiany dielektryka bramki, obie firmy zostały zmuszone do ponownego przemyślenia rodzaju materiału użytego w samej bramce – komponentu tranzystorowego, który ostatecznie włącza i wyłącza tranzystor. Tradycyjnie bramki były wykonane z polikrzemu, mniej strukturalnej formy krzemu krystalicznego, który jest używany w tranzystorze. Aby jednak bramka była kompatybilna z nowym dielektrykiem bramki, Intel i IBM zastąpiły polikrzem metalem, którego nazwy żadna firma nie ujawni w tym czasie.
Intel twierdzi, że jego nowy dielektryk bramki i metalowa bramka pozwalają na sterowanie tranzystorami o 20 procent większym prądem niż wcześniej, co przekłada się na 20-procentowy wzrost wydajności, mówi Mark Bohr, starszy współpracownik Intela. Uważamy, że jest to ważny przełom, który naprawdę rozszerzy prawo Moore'a.
Bohr wskazuje, że badania nad dielektrykiem bramek o wysokim k i bramkami metalowymi nie są nowe i że od lat publikowane są artykuły naukowe na temat postępów w tej dziedzinie. Jest jednak przekonany, że Intel znalazł najlepszą kombinację materiałów, która pozwoli utrzymać produkcję chipów na torze przez następną dekadę.
Kluczem do pomyślnego wdrożenia tych nowych materiałów jest upewnienie się, że będą one bezproblemowo pasować do linii produkcyjnej, mówi Bernard Meyerson, główny technolog w IBM. Musisz uważnie przyjrzeć się, jak to jest realizowane, mówi. IBM znalazł sposób na dodanie nowych materiałów do procesu produkcyjnego bez przerabiania całego procesu, co może być kosztowne. Bohr z Intela mówi, że jeśli chodzi o produkcję nowych chipów w jego firmie, większość sprzętu procesowego jest taka sama jak w poprzednich generacjach.