Categories
PC računari

Intel redefiniše tranzistore uz pomoć nove 3-D strukture

Kompanija Intel danas je objavila otkriće značajno za evoluciju tranzistora, osnovnog elementa moderne elektronike. Po prvi put od pronalaska tranzistora pre 50 godina, u široku proizvodnju ući će tranzistori sa trodimenzialnom strukturom. Intel će u proizvodnju uvesti revolucionarni 3-D tranzistor nazvan Tri-Gate, prvi put predstavljen od strane Intela 2002 godine. Tranzistor će biti sastavni deo čipova nazvanih “Ivy Bridge”, a primenjivaće se 22 nanometarska tehnologija izrade. Nanometar je milijarditi deo metra.

Planar vs Tri-Gate

Trodimenzionalni Tri-Gate tranzistori predstavljaju fundamentalni prelazak sa dvodimenzionalne strukture tranzistora, koja je do danas bila korišćena ne samo u kompjuterima, mobilnim telefonima i potrošačkoj elektronici, već i za elektronsku kontrolu u automobilima, svemirskim letelicama, kućnim aparatima, medicinskim uređajima i bukvalno hiljadama drugih uređaja za svakodnevnu upotrebu.

„Intelovi naučnici i inženjeri ponovo su redefinisali tranzistor, ovaj put koristeći treću dimenziju,” izjavio je predsednik i izvršni direktor kompanije Intel, Pol Otelini. „Neverovatni uređaji, koji će promeniti svet, biće kreirani zahvaljujući ovom pronalasku, dok Murov zakon napreduje ka novim područjima.”

Naučnici su odavno uvideli prednosti 3-D strukture za održanje razvoja Murovog zakona s obzirom da su dimenzije uređaja postale tako male, da su fizički zakoni postali smetnja napretku.

Ključna činjenica od osnovne važnosti za ovaj pronalazak je sposobnost kompanije Intel da primeni svoj novi 3-D Tri-Gate tranzistorski dizajn u masovnoj proizvodnji, uvodeći nas u novo doba Murovog zakona i otvarajući vrata novoj generaciji inovacija koje bi našle primenu na širokom spektru uređaja.

Murov zakon predstavlja prognozu napretka i razvoja silicijumske tehnologije koja kaže da će otprilike svake 2 godine gustina tranzistora biti udvostručena, dok će funkcionalnost i performanse biti uvećane, a troškovi umanjeni. Murov zakon postao je osnovni poslovni model u industriji poluprovodnika u poslednjih 40 godina.

Neverovatna ušteda energije i napredak performansi

Intelovi 3-D Tri-Gate tranzistori omogućuju čipovima da rade na manjim naponima, sa manjom srujom curenja, omogućujući neverovatnu kombinaciju poboljšanih performansi i energetske efikasnosti u poređenju sa prethodnom generacijom tranzistora. Nove mogućnosti daju dizajnerima čipa fleksibilnost da biraju tranzistore namenjene manjoj potrošnji energije ili visokim performansama, u zavisnosti od primene.

22nm 3-D Tri-Gate tranzistori pruzaju do 37 odsto unapređene perfromanse pri niskom naponu, naspram Intelovih 32nm tranzistora. Ova neverovatna ušteda znači da su idealni za primenu u malim ručnim uređajima, kojima je za rad potrebno manje energije.

„Poboljšanje performansi i ušteda energije Intelovih jedinstvenih 3-D Tri-Gate tranzistora ne mogu se porediti ni sa čim do sada viđenim,” izjavio je Mark Bohr, Intelov viši saradnik. „Napredak znači više od samog unapređenja Murovog zakona. Niski napon i ušteda energije prevazilaze uobičajen prelazak sa jedne generacije na drugu. Ubeđeni smo da će ovaj pronalazak dodatno proširiti liderstvo kompanije Intel u odnosu na ostatak industrije poluprovodnika.”

U korak sa inovacijama – Murov zakon

Tranzistori bivaju sve manji, cenovno pristupačniji i energetski efikasniji u skladu sa Murovim zakonom – nazvnim po Intelovom su-osnivaču, Gordonu Muru. Zahvaljujući ovoj činjenici, Intel je bio u mogućnosti da uvodi inovacije i integriše, dodajući više karakteristika i računskih jezgara svakom čipu, poboljšavajući performanse i smanjujući proizvodne troškove po tranzistoru.

Održanje napretka Murovog zakona postaje još kompleksnije sa pojavom 22nm generacije. Imajući to u vidu, Intelovi naučnici su 2002. godine osmislili Tri-Gate tranzistor, nazvan po trima stranama gejta. Današnje otkriće usledilo je nakon godina razvoja u okviru Intelove visoko koordinisane razvojne linije istraživanja-razvoja-proizvodnje, i znači primenu tog rada u masovnoj proizvodnji.

Tranzistori 3-D Tri-Gate predstavljaju redefinisanje tranzistora. Tradicionalni „ravni” dvodimenzijonalni gejt zamenjen je neverovatno tankim trodimenzijonalnim silicijumskim rebrom koje se vertikalno uzdiže sa silicijumske podloge. Kontrola struje kroz tranzistor ostvaruje se implementacijom gejta na svakoj od tri strane rebra – dva na svakoj strani i jedan na vrhu – za razliku od samo jednog na vrhu, kako je bilo kod 2-D tranzistora. Dodatna kontrola omogućuje maksimalnu struju kada je tranzistor u radnom stanju (za bolje performanse), i struju blisku nuli kada je tarnzistor isključen (da bi se minimizovala potrošnja energije), kao i brz prelazak iz jednog stanja u drugo.

Baš kao što neboderi daju mogućnost urbanistima da optimizuju prostor kojim raspolažu gradeći naviše, Intelova 3-D Tri-Gate tranzistorska struktura pruža mogućnost upravljanja gustinom. S obzirom da su ova rebra vertikalna po prirodi, tranzistori mogu biti pakovani bliže jedan drugom, što je ključna komponenta tehničkih i ekonomskih prednosti koje donosi Murov zakon. Za buduće generacije, dizajneri takođe imaju mogućnost da nastave rast najviših rebara kako bi dobili još bolje performanse i uštedeli još više energije.

„Godinama smo bili u prilici da posmatramo smanjivanje tranzistora,” izjavio je Mur. „Ova promena u osnovnoj strukturi predstavlja zaista revolucionarni pristup, i trebalo bi da omogući nastavak Murovog zakona i istorijski tempo inovacija.”

Prvo globalno predstavljanje 22nm 3-D Tri-Gate tranzistora

Tranzistori 3-D Tri-Gate naći će svoju primenu u narednom proizvodnom procesu komapnije Intel, nazvanom 22nm čvor, sto se odnosi na veličinu pojedinačnih karakteristika tranzistora. Više od 6 miliona 22nm Tri-Gate tranzistora može biti smešteno u tačku na kraju ove rečenice.

Danas, kompanija Intel predstavlja prvi 22nm mikroprocesor, kodnog imena „Ivy Bridge”, koji pokreće laptop, server ili desktop računar. Serija Intel® Core™ procesora zasnovanih na Ivy Bridge-u biće prvi čipovi u masovnoj proizvodnji koji će koristiti 3-D Tri-Gate tranzistore. Ivy Bridge biće spreman za masovnu proizvodnju do kraja ove godine.

Ovaj silicijumski tehnološki pronalazak doprineće pojavi više visoko integrisanih proizvoda zasnovanih na Intel® Atom™ procesorima, koji unapređuju performanse, funkcionalnost i softverske mogućnosti Intel® arhitekture, dok ispunjavaju energetske, cenovne i zahteve u pogledu veličine za niz tržišnih segmenata.