211service.com
Intel, IBM, materiál pro generální opravu mikroprocesorů nové generace
V sobotu Intel a IBM samostatně oznámily nový typ tranzistorového materiálu, který podle společností povede k menším čipům, zvýšenému výpočetnímu výkonu a energeticky úspornějším počítačům. Oba výrobci čipů mají v plánu integrovat nový materiál do další výrobní řady čipů – známé jako 45nanometrová generace – do jednoho roku. V konečném důsledku by tento pokrok měl zlepšit počítače při hraní videoher, střihání filmů a provádění dalších úloh náročných na procesor.
Společnost dnes oznámila obrázek čipu Intel static random access memory (SRAM) – obsahujícího více než jednu miliardu tranzistorů – který je postaven z nových materiálů. Společnosti IBM a Intel samostatně oznámily nové materiály pro čipy, které pomohou zlepšit výpočetní výkon pro mikroprocesory nové generace.
Intel, známý svými čipy pro osobní počítače, také oznámil, že nové čipy se objeví v jeho příští generaci dvoujádrových a čtyřjádrových počítačů a serverů, jejichž výroba se očekává na konci tohoto roku. IBM, známá svými servery a vysoce výkonnými výpočetními systémy, očekává, že produkty s jejími novými čipy budou dodávány začátkem roku 2008.
Historicky se výkon mikroprocesorů každé dva roky zdvojnásobil, v souladu s trendem známým jako Mooreův zákon. Výkon se zvýšil díky technologii výroby čipů, která umožnila zmenšování tranzistorů s každou generací, což buď umožňuje nacpat více tranzistorů na čip, nebo umožňuje zmenšit čipy. V současné době se většina počítačových a serverových mikroprocesorů vyrábí pomocí procesu známého jako 65nanometrový proces. Příští generace tranzistorů bude zmenšena pomocí 45nanometrového procesu. Nové materiály společností však poskytnou této generaci čipu zvýšení výkonu, které by jinak nebylo možné.
Jedna z materiálových změn bude v důležité tranzistorové součástce zvané hradlové dielektrikum. Tato součástka pomáhá řídit tok elektronů, které zapínají nebo vypínají tranzistor. Po desetiletí bylo dielektrikum hradla vyrobeno z izolačního materiálu zvaného oxid křemičitý. Jak se však tranzistory zmenšovaly, vrstva oxidu křemičitého se musela ztenčit. To však představuje problém, protože tenká vrstva oxidu křemičitého propouští elektrický proud, produkuje přebytečné teplo a má za následek špatný výkon zařízení.
IBM a Intel zjistili, že materiál nazvaný high-k produkuje stejné výhody jako oxid křemičitý, ale může to dělat v silnější vrstvě. Materiál je založen na prvku hafnium a obě společnosti tvrdí, že výrazně snižuje množství svodů proudu.
Kromě toho, že musely vyměnit dielektrikum hradla, byly obě společnosti nuceny přehodnotit typ materiálu, který se má použít pro samotné hradlo – tranzistorovou součástku, která nakonec zapíná a vypíná tranzistor. Tradičně se hradla vyráběla z polysilikonu, méně strukturované formy krystalického křemíku, který se používá v tranzistoru. Ale aby bylo hradlo kompatibilní s novým dielektrikem hradla, Intel a IBM nahradily polysilikon kovem, jehož jméno žádná společnost v tuto chvíli nezveřejní.
Intel říká, že jeho nové hradlové dielektrikum a kovové hradlo umožňují buzení tranzistorů o 20 procent vyšším proudem než dříve, což se promítá do 20procentního nárůstu výkonu, říká Mark Bohr, senior kolega společnosti Intel. Myslíme si, že je to důležitý průlom, který skutečně rozšíří Mooreův zákon.
Bohr poukazuje na to, že výzkum dielektrika s vysokým k hradlem a kovovým hradlem není novinkou a že výzkumné práce byly publikovány o pokroku v této oblasti již léta. Je však přesvědčen, že Intel našel tu nejlepší kombinaci materiálů, která dokáže udržet jeho výrobu čipů na cestě do příštího desetiletí.
Klíčem k úspěšné implementaci těchto nových materiálů je zajistit, aby se bez problémů vešly do výrobní linky, říká Bernard Meyerson, hlavní technolog IBM. Musíte se pečlivě podívat na to, jak je to implementováno, říká. IBM podle něj našlo způsob, jak přidat nové materiály do výrobního procesu, aniž by museli přepracovat celý proces, což by mohlo být drahé. Bohr z Intelu říká, že pokud jde o výrobu nových čipů v jeho společnosti, většina procesního vybavení je stejná jako v minulých generacích.