65 nm til 45 nm: prosessteknologi forklart

Den største overskriften Om Core 2 Extreme QX9650 er At Det Er Intels første desktop-prosessor som bruker en 45nm-produksjonsprosess. Selskapets tidligere generasjon av desktop Cpuer ble produsert ved hjelp av en 65nm prosess. Men hvorfor er denne endringen så viktig, og hva betyr det for prosessorvirksomheten?

Die shrink another day

cmos manufacturing advances sporer Historien Til Cpuer så mye som designene til prosessorene selv. Hver krympe i størrelsen på de mikroskopiske transistorene, som utgjør CPU, betyr at flere kan monteres på samme plass, med en rekke implikasjoner.

på det mest grunnleggende nivået kunne du ikke engang lage dagens prosessordesign med prosessteknologiene for bare noen få år siden – de ville være unfeasibly massive. 386 hadde bare 275 000 transistorer. Intels Core 2 Extreme QX9650 har rundt 800 millioner-nesten 3000 ganger så mange. VED å bruke 386s 1µ produksjonsprosess, VIL QX9650 være omtrent et fotfelt!

Strømkrav er et annet problem. Mindre transistorer bruker færre watt til å sykle, noe som igjen betyr at du praktisk talt kan ha flere av dem enn med en større prosessteknologi.

hvis du har gjort opp nok transistorer FOR EN QX9650 med 386s, ville de forbruke rundt 3000W – men en Hel Core 2 Extreme QX9650 PC, inkludert andre komponenter, krever bare litt OVER 200W under full belastning.

hvorfor mindre er bedre

Lavere strømforbruk har en annen praktisk bivirkning. Hvis transistorene trekker færre watt, blir de ikke så varme. Så du kan kjøre dem med høyere frekvens uten å brenne dem ut-eller overbelaste hovedkortets strømforsyningskretser de trekker fra.

det er andre faktorer å vurdere, men hver ny prosessteknologi betyr nesten alltid et høyere tak på klokkefrekvenser.

den siste, men langt fra minst nytte av mindre transistorer kommer når du holder den grunnleggende CPU-designen den samme. I dette tilfellet blir prosessoren selv mindre-kjent som en ‘die shrink’. Siden fabrication systemet bruker en standard størrelse halvleder wafer-for tiden 300mm er den største – du kan passe mer på hver enkelt.

wafer produksjonskostnaden i seg selv er den samme, slik at hver prosessor blir billigere å lage. For eksempel tar en 45nm prosessor opp halvparten av en 65nm med samme design. Så å flytte til 45nm halverer produksjonskostnaden-selv om du også må faktor i prisen på å utvikle den nye prosessen og bygge fabrikken som er i stand til å utføre den. Dette kan være veldig dyrt faktisk.

45nm-fordelen

så det virker mindre, er alltid bedre for halvledere, noe som gjør at du lurer på hvorfor slike miniatyriseringer ikke skjer raskere. Det er imidlertid alltid vanskeligheter som må overvinnes for å muliggjøre hver reduksjon i transistorstørrelsen. Disse inkluderer parasittisk kapasitans, hvor deler av miniatyr integrert krets holde sin ladning når de ikke skal, nåværende lekkasje og latchup.

de to sistnevnte har vært et spesielt problem med de siste prosessreduksjonene, da gapene mellom de små ledningene er så små at det blir stadig vanskeligere å hindre at strømmen strømmer der den ikke er ment å.

AMD og IBM har brukt Silisium På Isolator (SOI) teknologi for å bekjempe dette og aktivere sine trekk ned til 65nm.

45nm challenge

Med Intels bryter fra 65nm til 45nm, fortsetter selskapet å bruke den eldre bulk CMOS-teknologien, men med tillegg Av High-K dielektrikum og metallportteknologi.

tradisjonelt har silisiumdioksyd blitt brukt som dielektrisk i de små transistorene, men er utsatt for lekkasje på produksjonsskalaene som nå brukes. Alternative materialer med høy dielektrisk konstant (Høy-K) forhindrer dette.

i kontrast tar metallportene deler av prosessoren som er ment å være ledende i motsatt retning. Tidligere har mindre ledende polysilisium blitt brukt til kretser, fordi det gjør produksjonen enklere. Metall, derimot, har nesten null elektrisk motstand.

Disse to teknologiene har gjort Det Mulig For Intel å ta den nåværende ledelsen i prosessteknologi. Dette gir det et konkurransefortrinn på strømforbruk, prosessor klokkehastigheter og produksjon økonomi. Det handler ikke bare om hvor godt du utformer chiparkitekturen din i prosessorvirksomheten.