imperium.org.pl

Intel poinformował kilka dni temu o wykorzystaniu dwóch zupełnie nowych materiałów do budowania ścian izolacyjnych i bramek w swoich 45-nanometrowych tranzystorach. Zdaniem firmy stanowi to jeden z największych przełomów w technologii tranzystorowej – około 400 nowych, 45-nanometrowych tranzystorów Intela może zmieścić się na powierzchni ludzkiej czerwonej krwinki! Już pojawiły się pierwsze procesory „Penryn”, wykorzystujące nową technologię.

Tranzystory to małe przełączniki, które przetwarzają jedynki i zera cyfrowego świata. Bramka włącza i wyłącza tranzystor, a dielektryk w bramce jest izolatorem oddzielającym ją od kanału, którym płynie prąd. Kombinacja metalowych bramek oraz izolatora o wysokiej stałej dielektrycznej pozwala uzyskać tranzystory o bardzo małym upływie prądu i wysokiej sprawności.

Intelowi udało się zastosować nowatorską kombinację materiałów, które znacznie zmniejszają upływ prądu i zwiększają wydajność technologii 45-nanometrowej. Dzięki temu możliwe będzie zwiększanie szybkości procesorów przeznaczonych do komputerów osobistych, laptopów i serwerów, jednocześnie zmniejszając upływ prądu, który negatywnie wpływa na konstrukcję, rozmiar, zużycie mocy, hałas i koszt procesorów oraz komputerów.

Zdaniem przedstawicieli Intela, nowe tranzystory producenta gwarantują, że prawo Moore’a ? aksjomat branży zaawansowanych technologii, który stanowi, że liczba tranzystorów w układach scalonych podwaja się mniej więcej co dwa lata ? pozostanie prawdziwe również w przyszłej dekadzie.

Przedstawiciele producenta informują, że około 400 nowych, 45-nanometrowych tranzystorów Intela może zmieścić się na powierzchni ludzkiej czerwonej krwinki. Tymczasem dziesięć lat temu triumfy święciła technologia 250-nanometrowa, co oznacza, że tranzystory były mniej więcej 5,5 razy większe i zajmowały 30-krotnie większą powierzchnię w porównaniu z technologią ogłoszoną teraz przez Intela.

W poprzedniej technologii 65-nanometrowej zmniejszono grubość krzemowego dielektryka bramki do 1,2 nm ? co odpowiada pięciu warstwom atomów ? ale dalsze jej zmniejszanie doprowadziło do wzmożonego upływu prądu przez dielektryk, a zatem do strat energii i niepotrzebnej emisji ciepła. W najnowszej technologii Intel rozwiązał ten problem zastępując dwutlenek krzemu grubszym materiałem opartym na hafnie, dziesięciokrotnie zmniejszając upływ prądu w porównaniu z metodami stosowanymi od ponad 40 lat. Ponieważ warstwa izolacyjna o wysokiej stałej dielektrycznej nie działałaby ze współczesnymi, krzemowymi elektrodami bramki, drugą częścią rozwiązania było opracowanie nowych, metalicznych materiałów do wytwarzania bramek. Szczegóły pozostają tajemnicą Intela, ale firma będzie produkować bramki tranzystora z wykorzystaniem kombinacji różnych metali.

Jak informuje producent połączenie izolatora o wysokiej stałej dielektrycznej z metalową bramką w technologii 45-nanometrowej zapewnia ponad 20-procentowy wzrost prądu sterowanego, czyli większą sprawność tranzystora. Jednocześnie pięciokrotnie zmniejsza upływ prądu między źródłem a drenem, tym samym zwiększając energooszczędność tranzystora. 45-nanometrowa technologia Intela zwiększa też gęstość tranzystorów mniej więcej dwukrotnie w porównaniu z poprzednią generacją, dzięki czemu firma może albo zwiększać łączną liczbę tranzystorów, albo zmniejszać procesory.

Mniejszy rozmiar tranzystorów oznacza, że ich włączanie i wyłączanie zużywa mniej energii, dzięki czemu aktywny pobór prądu przełączającego zmniejsza się o mniej więcej 30 procent. Aby zwiększyć sprawność układów i zmniejszyć pobór mocy, Intel będzie łączył ich elementy za pomocą przewodów miedzianych o niskiej stałej dielektrycznej.

Firma planuje rozpocząć produkcję w technologii 45-nanometrowej w drugiej połowie bieżącego roku. Nowe tranzystory znajdą się w następnej generacji procesorów wielordzeniowych Intel Core 2 Duo, Intel Core 2 Quad oraz Xeon. Intel poinformował też, że pięć wczesnych wersji procesorów 45-nanometrowych ? spośród planowanych piętnastu ? już działa. Pierwsze działające procesory z nowej generacji produktów 45-nanometrowych noszą nazwę kodową „Penryn”.