晶体管栅极芯片英特尔发下一代技术Ivy Bridge解析_我的网站

晶体管栅极芯片英特尔发下一代技术Ivy Bridge解析

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Intel宣布在微处理器晶体管设计上取得了一项重大的突破,沿用50多年的传统硅晶体管将实现3D架构,Intel将其命名Tri-Gate。

32nm二维晶体管与22nm三维晶体管对比

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其实早在2002年Intel即发现了这一技术,现在Intel把它融入到22nm的“IvyBridge”芯片,IvyBridge晶体管的数量将达到10亿。

Intel发明3D晶体管技术22nm工艺采用

Intel发明3D晶体管技术22nm工艺采用

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3DTri-Gate晶体管架构将取代现有的2D架构,不仅仅在CPU领域,手机和消费电子等都将应用这一技术。

有效提高单位面积晶体管的数量

Intel3DTri-Gate晶体管机构技术的实现,使得单位面积内的晶体管数量得到极大的提高,以往芯片受限于面积限制而无法设计更高性能的产品将不会存在了。

22nm3DTri-Gate晶体管模型图

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3DTri-Gate使用一个薄得不可思议的三维硅鳍片取代了传统二维晶体管上的平面栅极,形象地说就是从硅基底上站了起来。硅鳍片的三个面都安排了一个栅极,其中两侧各一个、顶面一个,用于辅助电流控制,而2-D二维晶体管只在顶部有一个。由于这些硅鳍片都是垂直的,晶体管可以更加紧密地靠在一起,从而大大提高晶体管密度。

3DTri-Gate晶体管结构的优势

3DTri-Gate晶体管结构的优势

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这种设计可以在晶体管开启状态(高性能负载)时通过尽可能多的电流,同时在晶体管关闭状态(节能)将电流降至几乎为零,而且能在两种状态之间极速切换。Intel还计划今后继续提高硅鳍片的高度,从而获得更高的性能和效率。

显著提升供电效率,降低能耗

全新的3DTri-Gate能够提供同等性能的同时,功耗降低一半。新的接口极大的减少了漏电率。阈值电压可以得到极大的降低。

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晶体管工作在更低的电压下,功耗也会得到显著下降,而我们关心的处理器的工作频率也会得到相应的提高。

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电压降低0.2V

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相比现在的32nm制程,处理器电压可降低0.2V。

 即使在同等电压下,新的22nm3DTri-Gate晶体管架构性能也可提升37%。

即使在同等电压下,新的22nm3DTri-Gate晶体管架构性能也可提升37%。

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加速移动处理芯片的步伐

我们知道移动芯片严重的依赖功耗和体积,Intel3DTri-Gate将会在未来应用到这一领域。

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相对于传统的2D晶体管结构,晶体管的数量将得到极大提高,我们印象中的嵌入式芯片的性能将媲美传统处理器。而移动设备的续航时间也会随着芯片功耗的降低得到提高。

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在新的3DTri-Gate晶体管架构的带动下,移动设备将迎来新的黄金发展时期,技术的更新速度将明显加快,同时将会有越来越多的产品面世,届时整个行业将会出现欣欣向荣的局面。

延续摩尔定律

平面晶体管数量的提升只能纯粹的依靠新的工艺,3DTri-Gate技术的引入,晶体管数量提升就变得非常容易了,摩尔定律将会依旧成立。

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从Intel这份路线图上面我们可以看到不仅仅是22nm,更新的14nm,10nm技术也在不久的未来推出。

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Tick-Tock成功延伸

之前单鳍片晶体管、多鳍片晶体管、三栅极SRAM单元、三栅极后栅极(RMG)终于摆脱实验,步入了真实轨道,Intel可将这一技术用于大批量的微处理器芯片生产流水线,有效提高产品质量和降低成本。

热

“晶体管将变得更小、更便宜也更加高效”,摩尔定律也有望迎来新的发展篇章。

3DTri-Gate试水IvyBridge

按照Intel的规划,IvyBridge芯片将首次使用这一技术,之前我们关于IvyBridge介绍时提到芯片的架构改变不大。而现在Intel给IvyBridge注入3DTri-Gate这一元素后,相信我们认识的22nm版本“SandyBridge”将会获得质的飞跃。

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22nm3DTri-Gate成功的实现了性能的飞跃,同时功耗也得到极大降低,在晶体管关闭状态将电流降至几乎为零,而且能在两种状态之间极速切换。

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22nm的3DTri-Gate晶体管立体结构在单位面积承载更多的晶体管数量,助IvyBridge晶体管数量成功突破10亿。

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伴随处理性能提升,显示性能的增强,22nmIvyBridge无疑会成为Intel的划时代意义的产品,我们将拭目以待。


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