Intel na 32nm alebo čo bude s procesormi tento rok?

Včera Intel poodhalil svoje plány na najbližšie mesiace a roky – chystá sa rýchle uvedenie 32nm výrobného procesu, 6-jadrovéhu nástupcu Core i7 ale dozvedeli sme sa, že 45nm dvojjadrá na Nehalem architektúre nebudú. Čo všetko nás čaká a čo si budeme môcť možno už onedlho kúpiť, na to a iné sa pozrieme v dnešnom krátkom prehľade roadmapou Intel-u.

Výrobný proces

Na úvod povestný Tick-Tock model:

Tohto plánu sa Intel drží už dlhé roky, a je zrejmé, že veľmi pevne. Pravidelne, každé dva roky vidíme novú výrobnú technológiu, pričom na jednej technológií sa vystriedajú dve architektúry.
Inak to nie je (nebolo) ani s 45nm. Prvé 45nm procesory Penryn sme si mohli kúpiť už v roku 2007, na konci minulého roka Intel predstavil na totožnom výrobnom procese novú architektúru Nehalem.
2007 + 2 = 2009. Teda 32nm bude podľa Tick-Tock taktitky tento rok realitou. V podstate však má Intel 32nm proces hotový už dlhšiu dobu, no prvé produkty sú ešte pomerne ďaleko.

Povedzme si niečo o 32nm výrobnom procese.

Tento obrázok ilustruje, ako Intel vyriešil problém pri zmenšovaní tranzistorov z 65nm na 45nm.
CMOS tranzistory používané v procesoroch sa môžu nachádzať v dvoch stavoch – zapnutom, keď prúd tečie od S (Source) ku D (Drain) a vypnutum, keď by prúd tiecť nemal. Samozrejme nikdy nenastane stav, že vo vypnutom stave nepotečie absolútne žiaden prúd.
Ako sa výrobný proces zmenšoval, zmenšovali sa aj prvky tranzistorov a pri 65nm už Intel prišiel na to, že ďalej jednoducho nemôže zmenšovať bez toho, aby cez G (gate) neunikalo príliš veľa prúdu. Dielektrická vrstva oddeľujúca G od zvyšku tranzistora bola vtedy hrubá 1,2nm (cca 5 atómov). Kvôli tomu sa po prvý krát začali používať nové materiály – pre izolačnú vrstvu tzv. high-k s využitím prvku Hafnium a pre samotnú elektródu bol nasadený kov namiesto polovodiča.

U 32nm výrobného procesu od Intel-u sa stretneme s druhou generáciou tejto techniky výroby tranzistorov. Predovšetkým sa zmenší dielektrická vrstva. Celkovo budú 32nm tranzistory asi o 30% menšie ako súčasné 45nm.
Okrem toho, že na väčšiu plochu bude možné "natlačiť" viac tranzistorov (alebo rovnaký počet na menšiu plochu), výrazne sa má zlepšiť charakteristika výkon/spotreba:

To, na čo sa pozeráte, sú grafy pomeru prúdu v otvorenom stave a v stave uzavretom. Čím je priebeh viac posunutý vpravo, tým je prúd v stave ON vyšší (menší odpor priechodu) a zároveň je prúd v stave OFF nižší (teda nižšie straty). Intel celkom odvážne o novom procese tvrdí, že prúd v otvorenom stave je o 14% až 22% vyšší a zároveň sa znížil nežiaduci prúd o 5 až 10 krát oproti 45nm procesu.
Vďaka tomuto bude možné prevádzkovať 32nm tranzistory na vyšších frekvenciách (overclockeri si už zrejme začínajú mädliť ruky :-) ) alebo výrazne znížiť spotrebu. Navyše Intel sľubuje nárast výkonu o 22% oproti rovnako taktovaným 45nm procesorom.

Vývoj tohto nového procesu je už hotový, teraz chce Intel prerobiť svoje fabriky tak, aby mohli začať vo veľkom produkovať nové procesory na ňom založené. Tu sa zachoval ako pravý vlastenec – plán je investovať 7 miliárd amerických dolárov do štyroch fabrík, všetkých z USA. V čase hospodárskej krízy a všemožných škrtov v rozpočtoch je to (pre domácich) potešujúca správa.