Intel accelerează tranziţia către procesarea multi-core

• Tehnologia de fabricare a tranzistorilor pe 45 de nanometri reprezintă cel mai mare progres din ultimii 40 de ani în industria siliciului

Intel Corporation a anunţat vineri unul dintre cele mai mari progrese realizate vreodată în industria tranzistorilor: două materiale complet noi cu care va construi componentele izolatoare ale tranzistorilor săi de 45 de nanometri. Sute de milioane de astfel de tranzistori microscopici vor fi încorporaţi în următoarea generaţie de procesoare Intel Core 2 Duo, Intel Core 2 Quad şi Xeon. Intel a anunţat de asemenea producerea a cinci prototipuri funcţionale de produse - primele dintre cele 15 tipuri de procesoare pe 45 de nanometri pe care Intel intenţionează să le lanseze pe piaţă.

Acest progres va permite companiei să ofere procesoare cu viteze record pentru desktop-uri, notebook-uri şi servere, reducând în acelaşi timp pierderile de electricitate din tranzistori, care ar putea afecta negativ design-ul, dimensiunile, consumul de energie, silenţiozitatea şi costurile aferente. De asemenea, în acest mod, compania asigură continuitatea pentru următorul deceniu a Legii lui Moore - o axiomă a industriei high-tech, conform căreia numărul de tranzistori de pe o pastilă de siliciu se dublează o dată la aproximativ doi ani.

Prin dezvoltarea primului procesor funcţional fabricat pe 45 de nanometri, cu nume de cod Penryn, Intel consideră că şi-a extins avansul de mai bine de un an pe care îl are comparativ cu restul industriei semiconductorilor. Primele versiuni ale procesoarelor, destinate pentru cinci segmente diferite de piaţă, sunt compatibile cu sistemele de operare Windows, Vista, Mac OS X, Windows XP şi Linux (alte nume sau mărci pot fi considerate proprietatea altor companii), dar şi cu alte aplicaţii. Intel îşi menţine intenţia de a începe producţia pe scară largă de procesoare pe 45 de nanometri în a doua jumătate a acestui an.

Tranzistorii Intel pe 45 de nanometri includ noi materiale cu proprietăţi speciale

Intel este prima companie care foloseşte o combinaţie inovatoare de materiale, ce reduce substanţial pierderile energetice şi creşte performanţa tehnologiei de fabricare pe 45 de nanometri. Intel foloseşte pentru componenta dielectrică e tranzistorului un nou material, cu o proprietate numită high-k, iar pentru componenta electrod a tranzistorului foloseşte o nouă combinaţie de materiale metalice.

"Utilizarea proprietăţii high-k şi a materialelor metalice marchează cea mai importantă evoluţie în industria siliciului, de la introducerea tranzistorilor cu componente pe bază de polisilicon, la sfârşitul anilor "60," a spus Gordon Moore, co-fondatorul Intel.

Tranzistorii sunt acele componente microscopice care procesează cifrele de unu şi zero folosite în lumea digitală. Tranzistorii includ "întrerupătoare" care permit trecerea sau întreruperea fluxului electric. Componenta dielectrică a întrerupătorului este un strat izolator, aflat sub acesta, care îl separă de restul circuitului electric. Combinaţia dintre întrerupătoarele metalice şi componenta dielectrică high-k permite fabricarea de tranzistori cu pierderi reduse de curent şi performanţă ridicată.

"Pe măsură ce un număr tot mai mare de tranzistori poate fi inclus pe o singură pastilă de siliciu, companiile din industrie continuă să caute soluţii pentru reducerea pierderilor de curent," a afirmat Mark Bohr, Intel Senior Fellow. "Între timp, inginerii şi specialiştii Intel au ajuns la o soluţie remarcabilă din acest punct de vedere, asigurând avansul produselor şi inovaţiilor Intel. Implementarea materialelor high-k şi a tranzistorilor cu întrerupător metalic pentru tehnologia noastră de fabricaţie pe 45 de nanometri ne va ajuta să lansăm pe piaţă produse multi-core mai rapide şi mai eficiente din punct de vedere energetic, care să dezvolte seriile de procesoare de succes Intel Core 2 Duo şi Xeon şi să asigure continuitatea Legii lui Moore în următorul deceniu."

Patru sute de tranzistori realizaţi folosind tehnologia de fabricare pe 45 de nanometri ar încăpea, de exemplu, pe suprafaţa unei singure celule sanguine. Cu doar zece ani în urmă, tehnologia de vârf a momentului folosea tehnica de fabricare pe 250 de nanometri, ceea ce însemna că tranzistorii erau de aproape cinci ori şi jumătate mai mari şi ocupau o suprafaţă de treizeci de ori mai mare decât cei produşi cu tehnologia anunţată astăzi de Intel.

Pe măsură ce, potrivit Legii lui Moore, numărul tranzistorilor de pe un chip practic se dublează la fiecare doi ani, Intel poate să inoveze permanent, adăugând noi funcţii şi unităţi de procesare pentru creşterea performanţei, scăderea costurilor de fabricaţie şi a costurilor per tranzistor. Pentru a menţine acest ritm al inovării, dimensiunile tranzistorilor trebuie reduse constant. Cu toate acestea, folosind materialele actuale, miniaturizarea tranzistorilor este fundamental limitată de probleme precum supraîncălzirea şi consumul energetic ridicat, dat fiind că dimeniunile folosite ating niveluri atomice. Prin urmare, folosirea de noi materiale este imperativ necesară pentru economia erei informaţionale şi pentru viitorul Legii lui Moore.

Tehnologia de fabricare pe 45 de nanometri cu high-k şi întrerupător metalic

Dioxidul de siliciu a fost folosit timp de peste 40 de ani pentru fabricarea componentei dielectrice a tranzistorilor, datorită posibilităţilor de miniaturizare care au permis îmbunătăţirea permanentă a performanţelor tranzistorilor. În cadrul tehnologiei anterioare de fabricaţie, pe 65 de nanometri, Intel a redus cu succes dimensiunile componentei dielectrice pe bază de dioxid de siliciu, ajungând până la o grosime de doar 1,2 nanometri - echivalentul a cinci straturi atomice. Miniaturizarea permamentă a condus la pierderi de energie şi supraîncălzire.

Pentru a rezolva această situaţie critică, pe de o parte, Intel a înlocuit, în componenta dielectrică, dioxidul de siliciu cu un material high-k mai gros, bazat pe hafniu, reducând astfel pierderile de curent de mai mult de zece ori. Pe de altă parte, Intel a dezvoltat noi materiale pentru întrerupătorul metalic.

Soluţia aplicată de Intel oferă o creştere de 20% a performanţei şi o eficienţă energetică de cinci ori mai mare a tranzistorilor.

Tehnologia de fabricaţie Intel pe 45 de nanometri face ca densitatea tranzistorilor să fie de două ori mai mare decât în cazul precedentei generaţii, ceea ce permite companiei fie să mărească numărul total de tranzistori, fie să micşoreze procesoarele.

Seria Penryn aduce cu sine performaţe energetice îmbunătăţite

Seria de procesoare Penryn derivă din microarhitectura Intel Core şi reprezintă etapa următoare a planului Intel de a dezvolta un nou proces tehnologic de fabricaţie şi o nouă microarhitectură la fiecare doi ani. Tehnologia revoluţionară de fabricaţie a Intel pe 45 de nanometri, împreună cu capacitatea de producţie de nivel superior şi cu microarhitectura de vârf, au permis companiei să producă deja primele procesoare funţionale Penryn, bazate pe tehnologia de 45 de nanometri.

În prezent, Intel lucrează la peste 15 produse bazate pe tehnologia de fabricare pe 45 de nanometri, destinate computerelor desktop, platformelor mobile, staţiilor de lucru şi serverelor. Venind după cele 400 de milioane de tranzistori ai procesoarelor dual-core şi după cele 800 de milioane de tranzistori ai procesoarelor quad-core, procesoarele Penryn pe 45 de nanometri beneficiază de noi caracteristici de microarhitectură ce permit performanţe superioare şi capacităţi îmbunătăţite de management al consumului energetic, precum şi viteze de procesare mai mari şi până la 12 MB de memorie cache. Procesoarele Penryn oferă şi un set de aproximativ 50 de noi instrucţiuni care extind capacităţile necesare pentru rularea de aplicaţii media şi de înaltă performanţă.

Despre Intel

Intel, lider mondial în domeniul inovaţiei pe bază de siliciu, dezvoltă tehnologii, produse şi programe pentru a îmbunătăţi în permanenţă felul în care oamenii muncesc şi trăiesc.

Disclaimer

Intel, Core, Xeon şi logo-ul Intel sunt mărci sau mărci înregistrate ale Intel Corporation sau ale subsidiarelor sale din Statele Unite şi din alte ţări.