Inteli uus protsessoritehnoloogia

Intel võtab protsessoritootmisel lisaks 40 aastat tarvitusel olnud ränidioksiidile kasutusele uued materjalid, mistõttu on võimalik jätkuvalt vähendada protsessorite suurust ja voolutarbimist. Materjalid tulevad esimesena kasutusele protsessoritootmise uusima, 45 nm tehnoloogiaga valminud Core 2 Duo, Core 2 Quad ja Xeon protsessorites. Ühtlasi teatati, et tootmisvalmis on juba viis 45 nm tehnoloogia protsessorimudelit.

Viimane uuendus tagab jätkuvuse Inteli kaasasutaja Gordon Moore’i poolt välja pakutud nn. Moore’i seadusele, mille kohaselt arvutites olevate transistoride arv kahekordistub iga kahe aasta tagant.

Seoses üleminekuga uuele, 45 nm tootmistehnoloogiale käesoleva aasta teises pooles võtab Intel kasutusele uuendusliku kombinatsiooni materjalidest, mis parandab oluliselt transistoride voolutarbimist ja jõudlust. Ettevõte hakkab transistoripaisu dielektrikus kasutama senisest suuremat elektrilaengut hoidvat materjali ja transistoripaisu elektroodi valmistamisel uut metallide kombinatsiooni.

“Uudse metallikombinatsiooni kasutuselevõtt tähendab suurimat muutust transistoride tootmise tehnoloogias pärast 1960ndaid aastaid,” ütles Inteli kaasasutaja Gordon Moore.

Transistorid on väikesed lülitid, mis töötlevad digitaalmaailma nulle ja ühtesid. Pais lülitab transistorid sisse ja välja ning paisu dielektrik on selle all olev isolaator. Metallpaisude ja uute omadustega dielektriku kombinatsioon võimaldab toota transistoriteid, mis on voolusäästlikud ja rekordkiired.

“Täna mahutatakse ühele ränitükile üha rohkem transistore, mistõttu keskendutakse teadus- ja arendustegevus protsessori energiakao vähendamisele,” ütles Inteli vanemteadur Mark Bohr. “Inteli inseneride ja disainerite uuendus kindlustab Intelile juhtpositsiooni protsessoritehnoloogia arendamisel.”

Protsessoritehnoloogia arenduse tulemusel on täna transistorid niivõrd väikesed, et ühele punasele vereliblele mahuks ligikaudu 400 Inteli 45 nm tehnoloogiaga valminud transistori. Vaid kümme aastat tagasi kasutusel olnud 250 nm tehnoloogiaga valminud transistorid olid mõõtudelt 5,5 korda suuremad.

Transistoride arvu jätkuv suurenemine võimaldab protsessoritele lisada rohkem funktsioone, mitmekordistada tuumade arvu, tõsta kiiruseid ja vähendada tootmiskulusid. Uute materjalide kasutuselevõtt on vajalik, kuna praegused materjalid põhjustavad liigset energiakadu ja ülekuumenemist ning takistavad transistoride arvu suurendamist.

Intel on senise, 65 nm tootmistehnoloogia puhul vähendanud ränidioksiidist paisu dielektriku vaid 1,2 nm paksuseni, kuid selle edasine vähendamine pole eelnimetatud põhjustel otstarbekas. Seetõttu asendas Intel paisu dielektrikus ränidioksiidi õhema, hafniumil põhineva materjaliga. Uue materjali voolukadu on võrreldes neli aastakümmet kasutatud ränidioksiidiga üle 10 korra väiksem.

Kuna uus dielektrik ei sobi kasutuseloleva ränist paisu elektroodiga, on teine osa Inteli 45 nm transistori retseptist uue metallpaisu materjalide väljatöötamine. Ettevõte kasutab kombinatsiooni erinevatest metallidest, kuid metallisulamite koostis on salajane. Uued materjalid tõstavad transitori jõudlust üle 20 protsendi ja vähendavad energiakadu üle viie korra.

Koodnimega „Penryn” tähistatud uute, 45 nm tehnoloogiaga valmiva protsessoriperekonna eelkäijaks on Inteli Core-mikroarhitektuur. Penryn on järgmine samm Inteli tootmistehnoloogiate ja mikroarhitektuuride kiires arengus. Intelil on töös üle viieteistkümne 45 nm tootmistehnoloogiaga valmistatava laua-, sülearvuti-, tööjaama- ja serveriprotsessori.