211service.com
Intel, IBM eftersynsmateriale til næste generations mikroprocessor
Lørdag annoncerede Intel og IBM hver for sig en ny type transistormateriale, som selskaberne siger vil føre til mindre chips, øget computerydelse og mere energieffektive computere. Begge chipproducenter har planer om at integrere det nye materiale i den næste produktionslinje af chips – kendt som 45-nanometer-generationen – inden for et år. I sidste ende skulle dette fremskridt gøre computere bedre til at spille videospil, redigere film og udføre andre processorkrævende opgaver.
Et billede af Intels static random access memory (SRAM)-chip – der indeholder mere end en milliard transistorer – som er bygget af nye materialer, annoncerede virksomheden i dag. Separat annoncerede IBM og Intel nye chipmaterialer for at hjælpe med at forbedre computerydelsen for næste generations mikroprocessorer.
Intel, kendt for sine personlige computerchips, har også annonceret, at de nye chips vil dukke op i dens næste generation af dual-core og quad-core computere og servere, som forventes at være i produktion i slutningen af dette år. IBM, der er kendt for sine servere og højtydende computersystemer, forventer, at produkter med deres nye chips vil blive leveret i begyndelsen af 2008.
Historisk set er ydeevnen af mikroprocessorer fordoblet hvert andet år, efter en trend kendt som Moores lov. Ydeevnen er steget takket være chipfremstillingsteknologi, der har ladet transistorer krympe med hver generation, enten tillader flere transistorer at blive pakket på en chip eller tillader chipsene at blive gjort mindre. I øjeblikket er de fleste computer- og servermikroprocessorer lavet ved hjælp af det, der er kendt som en 65-nanometer-proces. Den næste generation af transistorer vil blive gjort mindre ved hjælp af en 45 nanometer proces. Imidlertid vil virksomhedernes nye materialer give denne generation af chip et ydelsesboost, som ellers ikke ville være muligt.
En af de materielle ændringer vil være i en vigtig transistorkomponent kaldet gate-dielektrikken. Denne komponent hjælper med at kontrollere strømmen af elektroner, som tænder eller slukker transistoren. I årtier har gate-dielektrikken været lavet af et isolerende materiale kaldet siliciumdioxid. Men efterhånden som transistorer er krympet, har laget af siliciumdioxid været nødt til at blive tyndere. Dette udgør imidlertid et problem, fordi et tyndt lag siliciumdioxid lader elektrisk strøm lække gennem det, hvilket producerer overskydende varme og resulterer i dårlig enhedsydelse.
IBM og Intel fandt ud af, at et materiale kaldet high-k producerer de samme fordele som siliciumdioxid, men det kan gøre det i et tykkere lag. Materialet er baseret på grundstoffet hafnium, og begge virksomheder hævder, at det reducerer mængden af strømlækage betydeligt.
Ud over at skulle udskifte gate-dielektrikken, blev begge virksomheder tvunget til at genoverveje den type materiale, der skulle bruges til selve porten - transistorkomponenten, der i sidste ende tænder og slukker en transistor. Traditionelt har porte været lavet af polysilicium, en mindre struktureret form for krystallinsk silicium, som bruges i transistoren. Men for at gøre porten kompatibel med den nye portdielektrikum erstattede Intel og IBM polysilicium med et metal, hvis navn ingen af selskaberne vil oplyse på nuværende tidspunkt.
Intel siger, at dets nye gate-dielektriske og metal-gate tillader transistorer at blive drevet med 20 procent mere strøm end før, hvilket udmønter sig i en stigning på 20 procent i ydeevnen, siger Mark Bohr, Intel senior fellow. Vi mener, at dette er et vigtigt gennembrud, som virkelig vil udvide Moores lov.
Bohr påpeger, at high-k gate dielektrisk og metal-gate forskning ikke er ny, og at forskningsartikler er blevet offentliggjort om fremskridt på området i årevis. Han er dog overbevist om, at Intel har fundet den bedste kombination af materialer, der kan holde sin chipproduktion på sporet ind i det næste årti.
Nøglen til succesfuld implementering af disse nye materialer er at sikre, at de problemfrit kan passe ind i en produktionslinje, siger Bernard Meyerson, chefteknolog hos IBM. Man skal se nøje på, hvordan det her bliver implementeret, siger han. IBM har fundet en måde at tilføje de nye materialer til fabrikationsprocessen uden at revidere hele processen, siger han, hvilket kan blive dyrt. Intels Bohr siger, at med hensyn til fremstilling af de nye chips hos hans virksomhed, er det meste af procesudstyret det samme som i tidligere generationer.