Tradisjonell planartransistor (til venstre), Intels nye Tri-Gate-transistor med én finne (i midten) og en framtidig transistor med flere finner (til høyre). (Bilde: Intel)

Intel lover CPU-revolusjon

Ny transistorteknologi kan gi selskapet et enormt forsprang til konkurrentene.

I invitasjonen til en pressekonferanse i går, lovet Intel å komme med selskapets viktigste teknologinyhet for i år, og det er liten tvil om at det Intel fortalte om, vil kunne få stor betydning for videre prosessorproduksjon.

Det Intel planlegger å gjøre, er å ta i bruk transistorer med en tredimensjonal struktur. Dette skal aldri tidligere ha blitt gjort stort volum. Intel har forsket på 3D-transistorer siden 2002 og utviklet en transistordesign som kalles for Tri-Gate. Den ble første gang omtalt av digi.no i 2003.

Denne transistoren vil lages med 22 nanometers prosessteknologi og brukes i Intel-brikkene som foreløpig har kodenavnet Ivy Bridge. Disse skal settes i volumproduksjon mot slutten av året. Dette er betydelige senere enn tidligere forventet. I 2006 regnet Intel med å ta i bruk Tri-Gate-transistorene i forbindelse med 45 nm-teknologien.

Ivy Bridge vil være basert på mikroarkitekturen Sandy Bridge, som er tilgjengelig i dag.

Tri-Gate og 22 nm-prosessen skal gjøre det mulig for Intel å følge Moores lov enda en stund. «Loven», som ble postulert av tidligere Intel-sjef og medgründer, Gordon Moore, har vært gyldig i mer enn 40 år og forteller at transistortettheten i mikrobrikker vil dobles med omtrent to års mellomrom.

Intel forteller at de nye Tri-Gate-transistorene vil kunne benytte lavere spenning, med mindre lekkasje, enn dagens planartransistorer. Dette skal gi brikkedesignere mer fleksibilitet til å velge transistorer rettet mot lav effektbruk eller høy ytelse.

Tri-Gate-transistorene skal ifølge Intel tilbyr opptil 37 prosent økt ytelse ved lave spenninger, sammenlignet med dagens 32 nm-transistorer fra Intel. Alternativt kan de nye transistorene levere samme ytelse som dagens, men med halvparten av effektbruken.

– Ytelsesforbedringen og strømsparingen til Intels unike 3-D Tri-Gate-transistorer ligner ikke på noe vi har sett tidligere. Denne milepælen går lenger enn bare å holde følge med Moores lov. Fordelen med lav spenning og lav effekt går langt utover det vi typisk ser fra én prosessgenerasjon til den neste. Det vil gi produktdesignere fleksibiliteten til å gjøre dagens enheter smartere og å muliggjøre helt nye. Vi mener at dette gjennombruddet vil øke Intels ledelse over resten av halvlederindustrien, sier Mark Bohr, Intel Senior Fellow, i en pressemelding.

Designen

Mens tradisjonelle transistorer har en flat, todimensjonal port (gate), er Tri-Gate-transistorene utstyrt med en svært tynn, tredimensjonal silisiumfinne som stikker vertikalt opp fra silisiumsubstratet. Porten kontrollerer strømmen som går gjennom transistoren, og ved å at porten i Tri-Gate-transistorene dekker tre sider at finnen, i stedet for bare toppen, slik porten gjør i planartransistorer, så oppnår man mye bedre kontroll over strømmen som går gjennom transistoren. Målet er å slippe gjennom så mye strøm som mulig når transistoren er i på-tilstanden, og så lite som mulig når den er i av-tilstanden.

Samtidig må vekslingen mellom de to tilstandene kunne gjøres uhyre raskt. Ifølge Intel kan 22 nm-transistorer skifte tilstand mer enn 100 milliarder ganger i sekundet.

Mikroskopbilde av 32 nm planartransistorer og 22 nm Tri-Gate-transistorer. I bildet til høyre går portene fra nederst til venstre og opp mot høyre, mens finnene går fra øverst til venstre og mot det nederste, høyre hjørnet.
Mikroskopbilde av 32 nm planartransistorer og 22 nm Tri-Gate-transistorer. I bildet til høyre går portene fra nederst til venstre og opp mot høyre, mens finnene går fra øverst til venstre og mot det nederste, høyre hjørnet. Bilde: Intel

Fordi de nevnte finnene er naturlig vertikale, kan transistorene pakkes tettere sammen enn tidligere. I framtidige generasjoner av teknologien, vil designerne ha mulighet til å øke høyden på finnen ytterligere for å forbedre ytelsen og energieffektiviteten ytterligere. Det vil også være mulig å utstyre transistorene med flere finner. Intel planlegger innføring av 14 nanometers prosessteknologi i 2013 og 10 nanometers prosessteknologi i 2015.

– I årevis har vi sett grenser for hvor små transistorer kan bli. Denne endringen i den grunnleggende strukturen er en virkelig revolusjonerende tilnærming, og én som bør føre til at Moores lov og den historiske innovasjonstakten fortsetter, sier Gordon Moore i en pressemelding.

Under gårsdagens pressekonferanse demonstrerte Intel både en stasjonær og en bærbare pc, samt en server, som alle var utstyrt med en Ivy Bridge-prosessor.

Intel skal også, på et ikke oppgitt tidpunkt, ta i bruk den nye teknologien i forbindelse med selskapets Atom-prosessorer, som er beregnet for blant annet relativt små, batteridrevne enheter.

    Les også:

Til toppen