Τα νέα τρανζίστορ για ολοκληρωμένα chips 22 νανομέτρων προσφέρουν ένα μοναδικό συνδυασμό εξοικονόμησης ενέργειας και βελτίωσης των επιδόσεων.
Η Intel ανακοίνωσε μια σημαντική τεχνολογική ανακάλυψη και μια ιστορική καινοτομία σε ό,τι αφορά τους μικροεπεξεργαστές: τα πρώτα τρισδιάστατα τρανζίστορ στον κόσμο, που ονομάζονται Tri-Gate, σε τεχνολογία παραγωγής. Η μετάβαση στα τρισδιάστατα τρανζίστορ Tri-Gate διατηρεί το ρυθμό της τεχνολογικής εξέλιξης, επαληθεύοντας τον νόμο του Moore για τα επόμενα χρόνια.
Ένας πρωτοποριακός συνδυασμός που βελτιώνει την απόδοση και μειώνει την κατανάλωση ενέργειας, ώστε να είναι δυνατή η υλοποίηση νέων καινοτομιών σε μια σειρά μελλοντικών συσκευών 22nm, από τις μικρότερες συσκευές χειρός μέχρι τους ισχυρούς cloud-based servers. Η Intel παρουσιάζει έναν μικροεπεξεργαστή 22nm – που φέρει την κωδική ονομασία “Ivy Bridge” – ο οποίος θα είναι ο πρώτος ολοκληρωμένος μικροπεπεξεργαστής μαζικής παραγωγής που θα χρησιμοποιεί τα νέα τρισδιάστατα τρανζίστορ Tri-Gate.
Για πρώτη φορά από την εφεύρεση των τρανζίστορ πυριτίου πριν από 50 χρόνια, νέα τρανζίστορ που χρησιμοποιούν μια πρωτοποριακή τρισδιάστατη δομή θα τεθούν σύντομα σε μαζική παραγωγή. Η Intel θα παρουσιάσει τον πρωτοποριακό σχεδιασμό τρισδιάστατου τρανζίστορ που ονομάζεται Tri-Gate (o οποίος ανακοινώθηκε για πρώτη φορά από την Intel το 2002), σε μαζική παραγωγή στο 22 νανομέτρων (nm) Intel μικροεπεξεργαστή που φέρει την κωδική ονομασία “Ivy Bridge”. Υπενθυμίζουμε ότι ένα νανόμετρο είναι το ένα δισεκατομμυριοστό του μέτρου.
Τα τρισδιάστατα τρανζίστορ Tri-Gate συνιστούν μια θεμελιώδη αλλαγή από την κλασσική δισδιάστατη δομή των επίπεδων τρανζίστορ που υπάρχουν όχι μόνο σε όλους τους υπολογιστές, τα κινητά τηλέφωνα και τις καταναλωτικές ηλεκτρονικές συσκευές σήμερα, αλλά και στα ηλεκτρονικά στοιχεία ελέγχου που υπάρχουν στα αυτοκίνητα, τα αεροσκάφη, τις οικιακές συσκευές, τις ιατρικές συσκευές και ουσιαστικά σε χιλιάδες άλλες συσκευές καθημερινής χρήσης εδώ και δεκαετίες.
Οι επιστήμονες έχουν εδώ και χρόνια αναγνωρίσει τα πλεονεκτήματα μιας τρισδιάστατης δομής που θα συμβάλει στη διατήρηση του ρυθμού του νόμου του Moore καθώς οι διαστάσεις των συσκευών γίνονται τόσο μικρές που οι νόμοι της φυσικής αποτελούν εμπόδιο στην εξέλιξη. Το βασικό στοιχείο στη σημερινή σημαντική ανακάλυψη είναι η δυνατότητα της Intel να αναπτύξει το νέο της σχεδιασμό τρισδιάστατων τρανζίστορ 3-D σε μαζική παραγωγή, αναγγέλλοντας την απαρχή της νέας εποχής για το νόμο του Moore και ανοίγοντας την πόρτα σε μια νέα γενιά καινοτομιών σε ένα μεγάλο εύρος συσκευών.
Ο νόμος του Moore είναι μια πρόβλεψη για το ρυθμό ανάπτυξης της τεχνολογίας του πυριτίου, σύμφωνα με τον οποίο περίπου κάθε 2 χρόνια η πυκνότητα των τρανζίστορ θα διπλασιάζεται, ενώ παράλληλα ενόσω θα αυξάνεται η λειτουργικότητα και η απόδοση θα μειώνονται τα κόστη. Ο νόμος αυτός αποτελεί το βασικό επιχειρηματικό μοντέλο για τον κλάδο των ημιαγωγών εδώ και περισσότερα από 40 χρόνια.
Τα τρισδιάστατα τρανζίστορ Tri-Gate της Intel επιτρέπουν στους επεξεργαστές της να λειτουργούν σε χαμηλότερη τάση με μικρότερη διαρροή ρεύματος, παρέχοντας ένα μοναδικό συνδυασμό βελτιωμένων επιδόσεων και ενεργειακής απόδοσης σε σύγκριση με τα προηγούμενα κορυφαίας τεχνολογίας τρανζίστορ. Οι δυνατότητες αυτές δίνουν στους σχεδιαστές επεξεργαστών την ευελιξία να επιλέγουν τρανζίστορ που στοχεύουν σε μείωση της κατανάλωσης ενέργειας ή σε υψηλότερες επιδόσεις, ανάλογα με την εφαρμογή.
Τα τρισδιάστατα τρανζίστορ Tri-Gate 22nm προσφέρουν καλύτερες επιδόσεις έως και 37% με χαμηλή τάση σε σύγκριση με τα σύγχρονα επίπεδα τρανζίστορ της Intel 32nm. Αυτά τα απίστευτα οφέλη σημαίνουν ότι τα νέα τρανζίστορ είναι ιδανικά για μικρές συσκευές χειρός που λειτουργούν χρησιμοποιώντας λιγότερη ενέργεια. Εναλλακτικά, τα νέα τρανζίστορ μειώνουν την κατανάλωση στο μισό προσφέροντας την ίδια απόδοση με τα επίπεδα δισδιάστατα τρανζίστορ σε chip 32nm.
Σύμφωνα με τον νόμο του Moore, που πήρε το όνομά του από τον συνιδρυτή της Intel, Gordon Moore, τα τρανζίστορ θα συνεχίσουν να γίνονται ολοένα και πιο μικρά, φθηνότερα και με καλύτερη ενεργειακή απόδοση. Για αυτόν το λόγο, η Intel έχει μέχρι σήμερα τη δυνατότητα να καινοτομεί, προσθέτοντας περισσότερες δυνατότητες και υπολογιστικούς πυρήνες σε κάθε επεξεργαστή της, βελτιώνοντας την απόδοση και μειώνοντας το κόστος παραγωγής ανά τρανζίστορ.
Η διατήρηση της προόδου του νόμου του Moore καθίσταται ακόμη πιο σύνθετη με τη γενιά των συσκευών 22nm. Περιμένοντας κάτι τέτοιο, οι επιστήμονες της Intel στον τομέα της έρευνας, επινόησαν το 2002 το ονομαζόμενο Tri-Gate τρανζίστορ. Η ανακοίνωση της Intel ακολουθεί περαιτέρω τα χρόνια ανάπτυξης στην εξαιρετικά συντονισμένη διαδικασία έρευνας-ανάπτυξης-παραγωγής, και σηματοδοτεί την εξέλιξη αυτής της προσπάθειας για μαζική παραγωγή.
Τα τρισδιάστατα τρανζίστορ Tri-Gate αποτελούν ουσιαστικά μια επανεφεύρεση του τρανζίστορ. Η παραδοσιακή “επίπεδη” δισδιάστατη πύλη έχει αντικατασταθεί από ένα απίστευτα λεπτό τρισδιάστατο πτερύγιο πυριτίου που υψώνεται κατακόρυφα από το υπόστρωμα πυριτίου. Η ρύθμιση του ρεύματος επιτυγχάνεται με την τοποθέτηση μιας πύλης σε κάθε μία από τις τρεις πλευρές του πτερυγίου – δύο σε κάθε πλευρά και μία στην κορυφή – αντί για μόνο μία στην κορυφή, όπως συμβαίνει στην περίπτωση του δισδιάστατου επίπεδου τρανζίστορ. Το πρόσθετο στοιχείο ελέγχει τη ροή όσο το δυνατό περισσότερου ρεύματος στο τρανζίστορ όταν είναι ενεργοποιημένο (για καλύτερη απόδοση) και όσο το δυνατό λιγότερου όταν είναι απενεργοποιημένο (για ελαχιστοποίηση της ενέργειας) και επιτρέπει στο τρανζίστορ να μεταβαίνει πολύ γρήγορα από τη μία κατάσταση στην άλλη “on-off” (και πάλι για αυξημένη απόδοση).
Όπως οι ουρανοξύστες επιτρέπουν στους πολεοδόμους να βελτιστοποιούν το διαθέσιμο χρόνο χτίζοντας κατακόρυφα, έτσι και το τρισδιάστατο τρανζίστορ Tri-Gate της Intel παρέχει έναν εύχρηστο τρόπο διαχείρισης της πυκνότητας. Εφόσον τα πτερύγια αυτά είναι κατακόρυφα, τα τρανζίστορ μπορούν να τοποθετούνται πιο κοντά το ένα στο άλλο, χαρακτηριστικό πολύ σημαντικό ως προς τα τεχνολογικά και οικονομικά πλεονεκτήματα του νόμου του Moore. Για τις μελλοντικές γενιές, οι σχεδιαστές έχουν επίσης τη δυνατότητα να συνεχίζουν να αυξάνουν το ύψος των πτερυγίων για ακόμη καλύτερη απόδοση και για περισσότερα ενεργειακά οφέλη.
Πρώτη διεθνής παρουσίαση των τρισδιάστατων τρανζίστορ Tri-Gate 22nm
Το τρισδιάστατο τρανζίστορ Tri-Gate θα εφαρμοστεί στην επερχόμενη διαδικασία παραγωγής της εταιρείας, η οποία ονομάζεται γενιά 22nm, κάνοντας αναφορά στο μέγεθος των μεμονωμένων τρανζίστορ. Περισσότεροι από 6 εκατ. τρανζίστορ Tri-Gate 22nm θα μπορούσαν να χωρέσουν στην πρόταση που μόλις διαβάσατε.
Η Intel παρουσίασε τον πρώτο μικροεπεξεργαστή 22nmστον κόσμο, με κωδική ονομασία “Ivy Bridge”, που θα λειτουργεί σε φορητούς υπολογιστές, servers και επιτραπέζιους υπολογιστές. Οι επεξεργαστές της οικογένειας Intel® Core™ με κωδική ονομασία “Ivy Bridge” θα είναι τα πρώτα ολοκληρωμένα μαζικής παραγωγής που θα χρησιμοποιούν τρισδιάστατα τρανζίστορ Tri-Gate. Οι επεξεργαστές Ivy Bridge προετοιμάζονται για ετοιμότητα μαζικής παραγωγής έως το τέλος του τρέχοντος έτους.
Αυτή η επαναστατική ανακάλυψη στην τεχνολογία πυριτίου θα βοηθήσει επίσης στην παροχή πιο ολοκληρωμένων προϊόντων που βασίζονται στους επεξεργαστές Intel® Atom™, οι οποίοι θα προσφέρουν καλύτερη απόδοση, λειτουργικότητα και συμβατότητα λογισμικού της αρχιτεκτονικής της Intel® ενώ παράλληλα θα πληρούν όλες τις απαιτήσεις ενέργειας, κόστους και μεγέθους για μια σειρά από συγκεκριμένες ανάγκες της αγοράς.
