Intel gjør fremskritt på 45 nm

[Howard]

Til neste år kommer Intels første prosessorer basert på 65 nm-teknologi. Men allerede nå meldes det om at selskapets 45 nm-teknikk lover godt.

Les mer

[Kenneth Dammyr]

130->90->65->45

 

Flere enn meg som ikke ser tallmønsteret her. Hvorfor er det akuratt disse størrelsene?

[apwr]

Hvordan vil vi forbrukere merke denne forskjellen i praksis? Hvilke fordeler bringer den stadig "mindre" produksjonsteknologien med seg?

[pertm]

Det vil vel kanskje føre til raskere hastigheter på CPUene

[Simen1]

Som kjent opplevde møtte brikkefabrikantene på en del problemer ved overgang til 90 nm-teknologi, bl.a. relatert til "lekkasjer" i transistorene. Ifølge The Inquirer skal Intels 65 nm-prosess være svært mye bedre i så måte, men de virkelig store forbedringene skal man visstnok ikke se før 45 nm blir tatt i bruk.

Det høres ut som en selvmotsigelse "Det skal bli svært mye bedre nå, men det blir ingen stor forbedring ennå".

 

130->90->65->45

 

Flere enn meg som ikke ser tallmønsteret her. Hvorfor er det akuratt disse størrelsene?

Det er et mønster som er basert på hvilke bølgelengder av littografien som egner seg for produksjonen. De bestemte bølgelengdene er et resultat av kvantesprang (hopp mellom energinivåer i atomer), og blir derfor helt bestemte verdier. For de som ikke er dypt inne i fysikkens verden, vil ikke tallrekken se ut til å ha noen mening.

[Anders Jensen]

130->90->65->45

 

Flere enn meg som ikke ser tallmønsteret her. Hvorfor er det akuratt disse størrelsene?

Sammenhengen er ikke eksakt, men det er ca halvering av arealet mellom hvert steg. dvs. om du tar kvadratet av de tallen så vil du se ca en halvering mellom hvert steg. Dette impliserer forøvrig en reduksjon på 33% mellom hvert steg. Du kan jo sjekke selv. De neste stegene er 32nm, 22nm og 16nm hvis mulig. Det er ikke sikkert 16nm noen gang vil bli realisert for FET transistorer.

 

Edit: Mulig Simen1 har et poeng. Jeg er ikke slik fysikk/prosess-dude

 

Dette tallet som gjerne kalles nodestørrelsen er også nokså løst koplet til prosessen. Generelt gjelder vel at bredden på transistorene samt minste bredde på metallederne i de to nederste lagene sammsvarer med denne størrelsen. Metallag lenger opp vil imidlertid være grovere dimensjonert og lengden av transistorene (dvs den aktive sonen til transistorene ikke ytterdimensjonene på komponenten) vil være ca halvparten av nodestørrelsen (50nm for 90nm prosessen og 30nm for 65nm prosessen). Videre er den desidert minste dimensjonen i både 90nm og 65nm prosessen tykkelsen på det som kalles gate oksydet (GOX) på 1.2nm. Dette er isolasjonen mellom den lederen som slår transistoren av/på og den kanalen som slåes av/på.

 

Jeg tror forøvrig det kommer til å bli en god del utsettelser og problemer med 45nm prosessen gjevnt over hele fjøla pga alle de nye teknikkene som skal inn. Jeg tror også det vil bli mange oppgraderinger av 45nm prosessene før de går over til 32nm og det kan være veldig store forbedringer vi snakker om ved disse oppgraderingene. Kanskje mer enn vi er vant med å se fra gode gamle prosesskrympinger. Dette gjelder serlig hvis FD-SOI eller high-k GOX blir implementert etter lansering av 45nm prosessen hvor high-k GOX nok er den mest signifikante forbedringen som er planlagt i 45nm prosessen. Det kommer riktignok litt an på hvor høy denne k verdien er og hvor bra isolasjons evnen er og hvor bra matall-gate en kan kombinere med isolasjonen.

Endret 19. august 2005 av Anders Jensen

[Simen1]

Hvordan vil vi forbrukere merke denne forskjellen i praksis? Hvilke fordeler bringer den stadig "mindre" produksjonsteknologien med seg?

Mindre vil si kortere avstander mellom transistorene. Siden hastigheten på de elektriske signalene er begrenset av lysets hastighet så vil kortere avstand også bety raskere signaler. F.eks ved reduksjon fra 180nm -> 90nm så vil avstandene halveres, og signalet når dermed frem på halve tiden. Eller sagt på en annen måte: klokkefrekvensen kan dobles. Halvert avstand betyr også halvert motstand (egentlig kapistans) i lederene mellom transistorene og dermed kan man bruke halvparten av spenninga på kretsen. Noe som igjen fører til at effekten (= varmeutviklingen) deles på fire (etter sammenhengen effekt = spenning^2/strømmen i kretsen). Andre effekter er de rent økonomiske: Brikkene blir mindre, dermed kan man lage 4 ganger så mange brikker for samme pris, eller f.eks velge å lage mer komplekse (og bedre ytende) brikker. F.eks ved å doble L2 cache og innføre ekstra komponenter på brikken f.eks SSE3, HyperThreading og x86-64.

 

(NB. Dette er en svært forenklet forklaring, men de viktigste poengene er i hvertfall tydelig illustrert: mindre varme, høyere klokkefrekvenser og flere transistorer per areal)

Endret 19. august 2005 av Simen1

[Åsmund]

Det er lenge siden jeg har hørt om µ for tiden,,

Før hørte jeg det ofte men nå hører jeg bare om nm.

 

Kan noen gi en kort forklaring på disse to?

Er det det samme eller er det forskjellig?

 

edit:

 

Siden hastigheten på de elektriske signalene er begrenset av lysets hastighet

 

Nå blei jeg nysjerrig.

Har du en forklaring på hvorfor?

Endret 19. august 2005 av Åsmund

[Psifon]

130->90->65->45

 

Flere enn meg som ikke ser tallmønsteret her. Hvorfor er det akuratt disse størrelsene?

ser du litt nøye etter så er der et slags mønster. 130/2=65 90/2=45

 

men som tidligere nemt så er vel ikke akkurat dette det som avgør størrelsen

Endret 19. august 2005 av Psifon

[EasyRaider]

Det er lenge siden jeg har hørt om µ for tiden,,

Før hørte jeg det ofte men nå hører jeg bare om nm.

 

Kan noen gi en kort forklaring på disse to?

Er det det samme eller er det forskjellig?

µ står for mikro (milliondel). µm = mikrometer (også kjent som mikron).

 

n står for nano. nm = nanometer

 

1 µm = 1000 nm

[Anders Jensen]

Halvert avstand betyr også halvert motstand (egentlig kapistans) i lederene mellom transistorene og dermed kan man bruke halvparten av spenninga på kretsen.

Det medfører ikke riktighet. Verken sammenhengen mellom kapasitans og spenning for kretselement generelt eller at kapasitansen er hva som er dominerende for valg av spenning i dagens CMOS kretser. Der er det nok de aktive regionene i transistorkarakteristikkene som teller mest.

[Anders Jensen]

Siden hastigheten på de elektriske signalene er begrenset av lysets hastighet

 

Nå blei jeg nysjerrig.

Har du en forklaring på hvorfor?

Endringer i elektriske potensialer brer seg utover en leder med ca lysets hastighet. I en ideell leder vil potensialet bre seg med eksakt lysets hastighet gitt at lederen er omgitt av vakuum. I praksis ligger hastigheten på 95% til ned mot 60% av lysets hastighet pga. resistans i lederen og kapasitans mot omverdenen. Det vil også være en resistans mellom lederen og omverdenen som er mindre enn uendelig og dette har også negativ innvirkning på hastigheten.

 

 

Når f.eks du slår på en lysbryter vil ikke lyset slå seg på umiddelbart, men det vil gå en tid t som er gitt ca ved: t = s * c *0,95 der s er lengden på ledningen, c er lysets hastighet og 0,95 er en vanlig hastighetsfraksjon av lysetshastighet for parallelle metall ledere.

[Simen1]

Det er lenge siden jeg har hørt om µ for tiden,,

Før hørte jeg det ofte men nå hører jeg bare om nm.

 

Kan noen gi en kort forklaring på disse to?

Er det det samme eller er det forskjellig?

µm og nm har en sammenheng. 1 µm = 1000 nm. Eller sagt på en annen måte: 1 mikrometer = en miliondelt meter = 1000 nanometer = en milliarddelt meter. Med andre ord så er 0,13 µm (mikron) = 130nm (nanometer)

 

 

Siden hastigheten på de elektriske signalene er begrenset av lysets hastighet

Nå blei jeg nysjerrig. Har du en forklaring på hvorfor?

Elektriske signaler går med ca 95% av lysets hastighet gjennom alle typer kretser. Denne "fartsgrensen" har eksistert på alle brikker gjennom alle tider. Signalene kan rett og slett ikke dyttes raskere av gårde.

 

Edit: A.J. forklarte dette bedre enn meg

Endret 19. august 2005 av Simen1

[panzerwolf]

Siden hastigheten på de elektriske signalene er begrenset av lysets hastighet

 

Nå blei jeg nysjerrig.

Har du en forklaring på hvorfor?

Det finnes foreløpig kun teorier om hastigheter over lysets, altså er lysets hastighet det som er maks oppnåelig (som vi veit om). Men de elektriske signalene vil ikke oppnå fullt så raskt heller pga. motstand i leder. Merk at lysets makshastighet er i tomrom, i luft blir den noe begrenset

 

edit: Anders J. og Simen var visst før meg

Endret 19. august 2005 av Mad Wolf Magnux

[Anders Jensen]

Elektriske signaler går med ca 95% av lysets hastighet gjennom alle typer kretser.

For coax kabler, som har mange likhetstrekk med skjermet signalføring internt på en IC, så vil de elektriske potensialene spre seg med ca. 0,66c. Signalering internt på en IC ligger generelt en del lavere enn 0,95c. low-k isolasjon kan forbedre dette. Det samme skjedde ved overgang fra Al til Cu ledere pga reduksjon i ressistansen. Nytt for 90nm er at lederne er blitt så tynne at de begynner i vesentlig grad å oppføre seg som induktanser.

[Simen1]

Halvert avstand betyr også halvert motstand (egentlig kapistans) i lederene mellom transistorene og dermed kan man bruke halvparten av spenninga på kretsen.

Det medfører ikke riktighet. Verken sammenhengen mellom kapasitans og spenning for kretselement generelt eller at kapasitansen er hva som er dominerende for valg av spenning i dagens CMOS kretser. Der er det nok de aktive regionene i transistorkarakteristikkene som teller mest.

Beklager, det var svært upresist av meg. Det var nok litt vel mye overforenklet.

 

Det med resistans har nok mest å si på fordelingen av strøm på brikken, og det med kapistans har en del å si for fordelinga av klokkesignalet (noe som igjen motvirkes av høyere klokkefrekvenser). Det er nok riktig som du sier at det er selve gatene som står for det meste av spenningsfallet.

 

Jeg er kanskje litt på villspor her, men er ikke gatespenninga på transistorene ca 0,6V på alle silisium-baserte kretser?, og resten av spenningen går med til andre ting (spenningstap i ledere, etc)

[P@rm@nn]

130->90->65->45

 

Flere enn meg som ikke ser tallmønsteret her. Hvorfor er det akuratt disse størrelsene?

ser du litt nøye etter så er der et slags mønster. 130/2=65 90/2=45

 

men som tidligere nemt så er vel ikke akkurat dette det som avgør størrelsen

1,44 og 1,38.

45*1,44=65

65*1,38=90

90*1,44=130

130*1,38=180

Dog, høyere enn det så blir det kluss, da den ser ut til å gjenta 1,38 endå en gang.

 

Siden hastigheten på de elektriske signalene er begrenset av lysets hastighet

Nå blei jeg nysjerrig.

Har du en forklaring på hvorfor?

Vell, er ikke det en av de tingene som e=mc² sier? At energien = massen * kvadratet av lysets hastighet. At når hastigheten øker så vil massen øke, og mengden energi som trengs for ytterlig fartsøkning øke. Om du har noe uten masse (som elektriske signaler) vil de kunne oppnå lysets hastighet, men vil trenge uendelig med energi for å kunne passere lysets hastighet, ettersom tiden da (når elektronene beveger seg med lysets hastighet) står stille for elektronene. Dog ta det med en klype salt, jeg har aldri hatt hverken fysikk eller elekronikk.

[Anders Jensen]

Jeg er kanskje litt på villspor her, men er ikke gatespenninga på transistorene ca 0,6V på alle silisium-baserte kretser?, og resten av spenningen går med til andre ting (spenningstap i ledere, etc)

Høres ut som om du tenker på BJT transistorer. CMOS bruker nFET og pFET. Der må en jo også over treshold spenninga for at den skal lede, men denne er mer bestemt av doping og gate dimensjoner.

[Simen1]

P@rm@nn: elektroner har masse. Grunnen til at det ikke oppnår lysets hastighet i en leder i vakuum er vist at elektronene støter sammen med atomkjerner, og vil dermed bevege seg i sikksakk. Nesten som å kjøre fra A til B i sikksakk så vil det ikke bli like raskt som om man kjørte i rett linje fra A til B. Jo mer motstand det er i lederen jo mer sikksakk blir kjøringa og jo tregere går det. Superledere er krystaller der strømmen kan gå i veldig rette "kanaler" gjennom krystallgitteret og dermed oppnå svært nært lysets hastiget. (Vel og merke hvis det ikke finnes noen kapasitiv effekt fra stoffer utenfor lederen, altså perfekt vakuum.) Kobber leder f.eks mye bedre strøm enn stål, på grunn av mindre sikksakkjøring for elektronene enn i stål. Karbon, leder ennå dårligere enn stål pga ennå mer sikksakkjøring, treverk leder ennå dårligere fordi det blir så mye sikksakkjøring av elektronene skal ha flaks for å finne frem selv etter mengder med prøving og feiling, blindveier osv. Plast og glass isolerer fordi det er tett i tett med molekylære veiblokkeringer for elektronene.

[Simen1]

Jeg er kanskje litt på villspor her, men er ikke gatespenninga på transistorene ca 0,6V på alle silisium-baserte kretser?, og resten av spenningen går med til andre ting (spenningstap i ledere, etc)

Høres ut som om du tenker på BJT transistorer. CMOS bruker nFET og pFET. Der må en jo også over treshold spenninga for at den skal lede, men denne er mer bestemt av doping og gate dimensjoner.

Det stemmer.. nå begynner det å demre. Takk for oppdateringen