Tranzystor 3D - tajemnica procesorów Intel Ivy Bridge

Wykonane w 22 nm procesie technologicznym procesory IvyBridge jako pierwsze na świecie będą korzystały z tranzystorów 3D Tri-Gate. Intel właśnie zaprezentował pierwsze prototypowe urządzenia wykorzystujące nową architekturę.

Najbliższe miesiące będą z pewnością zdominowane przez nadchodzącą premierę procesorów AMD z rodziny Llano i Bulldozer. Jednak Intel również nie daje zapomnieć o sobie i odkrywa tajemnice, które mają zapewnić procesorom Ivy Bridge (następca Sandy Bridge) niekwestionowaną przewagę nad konkurencją.

Warto przeczytać:
	Intel Ivy Bridge na podstawce LGA1155

U podstaw sukcesu architektury procesorów IvyBridge mają stać pierwsze na świecie tranzystory 3D Tri-gate. Nazwano je trój-bramkowymi, ze względu względu na zastosowanie bramki kontrolującej przepływ elektronów z trzech stron. Ich zastosowanie pozwoli nadal funkcjonować prawu Moore’a. Nowa technologia nie jest tak naprawdę nowa, gdyż prace nad nią prowadzone były już od 2002 roku.

Tranzystor planarny (2D) wykonany w 32 nm i nowy Tri-gate (3D) wykonany w 22 nm

Dla przypomnienia - tranzystor jest podstawowym elementem elektronicznym, z których zbudowane są procesory. Jak dotąd wzrost wydajności i mniejszy pobór prądu otrzymywano przez wprowadzanie coraz niższych procesów produkcyjnych. Dzięki wynalazkowi Intela, przejście z dotychczasowych 32 nm na 22 nm, w którym wyprodukowane zostaną procesory Ivy Bridge, da nam znacznie większy zysk niż wynikałoby to z samego zmniejszenia procesu produkcyjnego. Jeśli nadal brzmi to niezrozumiale, polecamy obejrzenie poniższego wideo (film z polskimi napisami).

Tranzystory 3D Tri-gate wykonane w 22 nm procesie produkcyjnym są do 37% wydajniejsze pracując przy niskim napięciu (rzędu 0,7 V) w porównaniu z 32 nm układami wykonanymi w tradycyjnej technologii tranzystorów planarnych (2D). Wydajność nowych tranzystorów jest większa również w porównaniu z układami wykonanymi w tradycyjnej technologii, ale w 22 nm procesie. Przy wyższych napięciach różnica w wydajności spada, ale nadal zauważalna jest przewaga tranzystorów Tri-gate nad tradycyjnymi planarnymi tranzystorami.

Porównanie tranzystora planarnego i tranzystora 3D. Struktura nowego tranzystora dzięki zastosowaniu żeber zapewnia lepszą kontrolę przepływu elektronów - wyższa wydajność i mniejsze straty. Dodatkowo umożliwia umieszczane ich bliżej siebie niż w przypadku układów planarnych, co pozwala zmniejszyć rozmiar procesora.
 

Tranzystory 3D Tri-gate mogą mieć więcej niż jedno żebro, co dodatkowo zwiększa ich efektywność. Możliwe jest także zwiększenie wysokości żebra, a zarazem wzrost wydajności przy spadku zapotrzebowania na energię.

Dzięki możliwości zapewnienia takiej samej wydajności co układy 32 nm przy jednocześnie o 50% mniejszym zapotrzebowaniu na energię, Intel będzie mógł wkroczyć ze swoimi układami na arenę mobilną, gdzie wysoka wydajność przy jednocześnie dużej enegrooszczędności jest kluczową cechą. Na te informacje zareagowała giełda - wzrostem notowań Intela i osłabieniem wyników ARM, z którym Intel chce konkurować.

Procesory Ivy Bridge będą znacznie wydajniejsze niż wcześniej przewidywano, a korzyści z zastosowania tranzystorów 3D odbiją się na pracy zarówno rdzenia procesora, pamięci podręcznej, jak i układu GPU, w którym zapewne zwiększona zostanie liczba jednostek wykonawczych. 

IvyBridge pojawi się w każdej branży przemysłu komputerowego - począwszy od serwerów, poprzez stacjonarne komputery, a skończywszy na notebookach, tabletach i przenośnej elektronice.

Wraz z prezentacją technologii, Intel pokazał demonstracyjne komputery wykorzystujące pierwsze próbki procesorów Ivy Bridge. Masowa produkcja ma rozpocząć się w drugiej połowie tego roku, a premiera przewidywana jest na pierwsze miesiące 2012 roku.

W kolejnych latach Intel planuje wdrożyć jeszcze niższe procesy. Będą to kolejno 14 nm w 2013 roku oraz 11 nm w 2015 roku, który, jak przewidujemy, będzie obfitował w wiele ciekawych premier nowych technologii.

Źródło: Intel

Polecamy artykuły:
Tablet czy netbook - co jest lepsze?	AMD Phenom II X4 980 Black Edition - cztery rdzenie w dobrej cenie	EFI vs BIOS - najważniejsze różnice