Τα πρώτα τσιπ με τρισδιάστατα τρανζίστορ

Τους πρώτους επεξεργαστές με τρισδιάστατες πύλες, που ελπίζει ότι θα της ανοίξουν διάπλατα τον δρόμο προς τα smartphone και τα tablet, διέθεσε η Intel.

Οι Ivy Bridge είναι τα πρώτα τσιπ με τις «τρισδιάστατες πύλες» της Intel. Η εταιρεία άλλαξε το σχεδιασμό στο βασικό δομικό στοιχείο των τσιπ, τα τρανζίστορ. Με τους Ivy Bridge υπόσχεται όχι μόνο αυξημένες επιδόσεις αλλά και σημαντικά αυξημένη αυτονομία.

• Διαβάστε αναλυτικά για το «επαναστατικό τεχνολογικό επίτευγμα» της Intel, τις «Τρισδιάστατες Πύλες» στο tech.in.gr

Συγκεκριμένα, Intel ανακοίνωσε 13 τετραπύρηνους επεξεργαστές και στο χρονοδιάγραμμά της αργότερα την άνοιξη έχει νέους διπύρηνους. Οι περισσότεροι από τους νέους Ivy Bridge προορίζονται για υπολογιστές desktop, αν και η Apple αναμένεται να τους αξιοποιήσει στη σειρά MacBook Pro.

Τα laptop τα οποία θα βασίζονται στους επεξεργαστές Ivy Bridge θα έχουν μικρότερη κατανάλωση ενέργειας, βελτιωμένη απόκριση, καλύτερα χαρακτηριστικά ασφαλείας και έξυπνη επεξεργασία γραφικών, έχει δηλώσει η Intel.

Οι επεξεργαστές Ivy Bridge είναι το πρώτο ολοκληρωμένο τσιπ μαζικής παραγωγής της Intel που χρησιμοποιεί την τεχνολογία 22nm και την επαναστατική σχεδίαση τρανζίστορ Tri-Gate, με το σχεδιασμό 3D που παρουσιάστηκε τον Μάιο του 2011.

Ο αντιπρόεδρος της Intel κ. Maloney είχε επίσης, επισημάνει ως συμπληρωματική τη χρήση των τεχνολογιών USB 3.0 και Thunderbolt, «οι οποίες αποτελούν δείγμα της διαρκούς προσπάθειας που κάνει η Intel για την εξέλιξη της πλατφόρμας των PC».

Δείτε πώς κατασκευάζονται τα τσιπ σε κλίμακα 22nm βήμα προς βήμα (Πηγή: Intel)

Μετά την οικογένεια Ivy Bridge, οι επεξεργαστές Haswell, οι οποίοι έχουν προγραμματιστεί για το 2013, αποτελούν το τρίτο βήμα προς την υλοποίηση των Ultrabook, «μέσα από την οποία ανακαλύπτουμε το laptop του μέλλοντος, με νέες δυνατότητες, μικρό πάχος, χαμηλό βάρος, καλύτερη απόκριση και αυξημένη ασφάλεια», σύμφωνα με την Intel. Με την οικογένεια Haswell, η Intel υπόσχεται να αλλάξει το ενεργειακό προφίλ των λεγόμενων mainstream laptop, μειώνοντας την κατανάλωση των μικροεπεξεργαστών στο μισό της σημερινής.

Γιατί θεωρούνται επαναστατικό επίτευγμα οι πύλες 3D της Intel

Το επίτευγμα της Intel θεωρείται επαναστατικό όχι μόνο γιατί αλλάζει τον τρόπο σχεδίασης των πυλών (των τρανζίστορ) που έχει παραμείνει ίδιος από το 1959, αλλά γιατί κατάφερε να δώσει νέα πνοή στον Νόμο του Moore (χωρίς να αυξήσει πολύ το κόστος -περί το +3% λέει η εταιρεία).

Ήδη χρόνια πριν οι μηχανικοί προμήνυαν το τέλος του περίφημου νόμου. Η εκτίμηση ανήκε, παραδόξως, σε ερευνητές της Intel. Όπως διαπίστωναν, οι διακόπτες που σηματοδοτούν τα 0 και τα 1 των υπολογιστών μας δεν θα είναι δυνατό να συρρικνωθούν περαιτέρω μετά το 2021. Όμως, η διαρκής σμίκρυνση των τρανζίστορ είναι εκείνη που διατηρεί σε ισχύ τον περίφημο Νόμο του Μoore, από το 1965. Χάρη στα μικρότερα τρανζίστορ, οι επεξεργαστές από την εμφάνισή τους μέχρι σήμερα (σχεδόν κάθε δύο χρόνια διπλασιάζεται η επεξεργαστική ισχύς), γίνονται ολοένα μικρότεροι, ταχύτεροι και φθηνότεροι.

Για πρώτη φορά το 2004, ερευνητές της Intel προέβλεπαν ότι ο νόμος του ιδρυτή και επίτιμου πλέον προέδρου της εταιρείας που εργάζονται έχει όρια. Η μελέτη τους, υπό τον τίτλο «Limits to Binary Logic Switch Scaling-A Gedanken Model», δημοσιεύτηκε το Νοέμβριο του 2003 σε έκδοση του Ινστιτούτου IEEE.

Η θεωρία των ερευνητών καταλήγει στο συμπέρασμα ότι οι κατασκευαστές θα μπορούν να παράγουν τσιπ με τεχνολογία μέχρι και 16 νανομέτρων (και πύλες 5nm). Ένα νανόμετρο είναι ένα δισεκατομμυριοστό του μέτρου και για να αποκτήσουμε (κατά το δυνατό) αίσθηση του μεγέθους του θα μπορούσαμε να πούμε ότι μια ανθρώπινη τρίχα σε αυτή την κλίμακα θα έμοιαζε με.. φουγάρο, αφού έχει διάμετρο 50.000 νανόμετρα! Αν και είναι ασύλληπτο, σήμερα έχουν ήδη αρχίσει να κατασκευάζονται τσιπ στα 45 νανόμετρα και μετά την ανακοίνωση της Intel, στα 22 νανόμετρα.

Σύμφωνα με τις πιο απαισιόδοξες εκτιμήσεις τότε, θα φτάναμε στο φράγμα των 16nm το 2013 και το 2015 δεν θα είναι δυνατό να επιτευχθεί περαιτέρω βελτίωση. Λιγότερο απαισιόδοξες προβλέψεις εκτιμούν ότι θα φτάσουμε στο όριο το 2021.

Τα προβλήματα που θα εμποδίσουν τους κατασκευαστές να ξεπεράσουν το όριο των 16nm είναι ένα φαινόμενο «σήραγγας» που τείνει να καταστήσει αναξιόπιστη τη λειτουργία των εξαιρετικά μικρών πλέον διακοπτών αφού τα ηλεκτρόνια περνούν τις πύλες αυτεπάγγελτα, το τσιπ υπερθερμαίνεται, το συνακόλουθο κόστος της ψύξης τους είναι υψηλό, κ.ά.

Ωστόσο, από τότε ήταν ορατό ότι μπορούν να βρεθούν εναλλακτικές λύσεις, όπως οι νανοσωλήνες άνθρακα, ή η σχεδίαση τρισδιάστατων τσιπ με τρανζίστορ σε διαφορετικά επίπεδα, οι οποίες όμως δεν θα μικρύνουν ακόμα περισσότερο τα τσιπ αλλά θα συνεχίσουν να αυξάνουν τις επιδόσεις τους και να μειώνουν την κατανάλωση ενέργειας. Αυτό που τελικά κατάφερε η Intel είναι να μειώσει την κλίμακα ολοκλήρωσης στα 22 νανόμετρα (από τα 45nm), να αυξήσει τις επιδόσεις και να μειώσει την κατανάλωση ενέργειας.


Δείτε την Intel να εξηγεί τι σημαίνει κλίμακα 22 νανομέτρων

In.gr Τεχνολογία