Трехмерные транзисторы: прорыв технологий
Грядущая в 2012 году микропроцессорная архитектура Intel Ivy Bridge станет первой в мире, которая будет опираться на новые транзисторы, чьи логические элементы строятся не на плоскости, но в пространстве.
В основе технологии «трехмерных» транзисторов Tri-Gate лежит переход от плоской структуры затвора к его объемной версии. Так, в нынешних транзисторах электрический ток распространяется по поверхности кремния под затвором, который либо разрешает, либо запрещает его течение. Intel предложила распространять электроток по трем граням кремниевого выступа, как бы столбчато прорезающего затвор транзистора. В итоге сопротивление логического элемента снижается в открытом состоянии, повышается в закрытом, переключение между режимами работы транзистор выполняет быстрее — результатом ставится уменьшение и рабочего напряжения процессора, и тока утечки.
Intel исследовала транзисторы с трехмерными затворами в течение десяти лет, и первой подошла к практическому их внедрению. Другие компании также изучают эту технологию, но ее готовность к реализации ими выставлена к моменту появления 14-нм техпроцесса, до которого еще далеко.
Переход к трехмерным транзисторам поможет равно как преодолеть пределы закона Мура — число транзисторов, размещаемых на той же микросхеме, удваивается каждые два года, — так и выйти далеко за его границы, ведь теперь чипы смогут расти не только в стороны, но и вверх, интегрируя больше элементов на площади прежних размеров.
Intel пока не в силах составить конкуренцию ARM Holdings в экосистемах мобильных телефонов, смартфонов, планшетов и прочих компактных девайсов. Однако всё способно поменяться, ведь выполненные по 22-нм техпроцессу трехмерные транзисторы Tri-gate в сравнении с сегодняшними 32-нм кристаллами переключаются на 37% и 18% быстрее при соответственно низких и высоких напряжениях. Ожидается 35-процентный прирост производительности процессоров при том же энергопотреблении либо с сегодняшней «скорострельность», но при сокращении использования энергии вдвое. Себестоимость выпуска 3D-транзисторов окажется лишь на 2-3% больше.
Технологическая инициатива Intel ставится настоящим прорывом, ведь ее применимость охватит все без исключения вычислительные устройства, от смартфонов и планшетов до ПК и центров обработки данных. Будущее таково, что коммуникаторы, обретя дополнительную мощь на фоне снижения энергопотребления, смогут выступить настоящей заменой настольным компьютерам; планшеты поглотят ноутбуки; домашняя развлекательная аппаратура уместится в небольшие ТВ-приставки.
В начале 2012 года свет увидят первые изделия на микропроцессорной архитектуре Intel Ivy Bridge: настольные компьютеры, ноутбуки, серверы. Второй волной, очевидно, в 2013 году придут соответствующие Atom-процессоры и однокристальные системы для смартфонов и планшетов.
© СОТОВИК