Технический форум
Вернуться   Технический форум > Общение по интересам > Новости технологий > Железо


Закрытая тема
 
Опции темы Опции просмотра
Старый 06.06.2011, 23:11   #1 (permalink)
Ваня
Почётный Шарлотан
 
Аватар для Ваня
 
Регистрация: 27.08.2010
Адрес: Культурная столица России
Сообщений: 9,122
Записей в дневнике: 45
Сказал(а) спасибо: 604
Поблагодарили 749 раз(а) в 114 сообщениях
Репутация: 102229
По умолчанию 3D-Транзисторы или новое поколение процессоров от Intel

Вот прочел статью в журнале Computer Bild, решил поделиться своим открытиемСобственно статья:
#
Похоже, компания Intel совершила очередную революцию в полупроводниках. Новейшие разработки ее инженеров позволят вывести функциональные параметры вычислительных процессоров на принципиально иной уровень.

Электронный наномир, а именно индустрию полупроводников, микропроцессоров и транзисторов потрясло сенсационное заявление Intel: компания собирается уже в этом году выпустить в продажу центральные процессоры с принципиально новым типом транзисторов. Не секрет, что производительность любого микропроцессора напрямую зависит от количества элементов, из которых он состоит. Грубо говоря, удвоение числа электронных элементов может привести к удвоению вычислительной мощности. Главный же вопрос заключается в том, как разместить все эти элементы внутри одного маленького корпуса. Можно бесконечно наращивать плоскость элемента, но производство таких процессоров быстро станет нерентабельным.

Немного о цифрах

Сегодня любая фабрика Intel, изготавливающая процессоры, работает по следующему принципу: на круглые монокристаллические кремниевые пластины диаметром 300 мм и толщиной 775 мкм наносится литографическое изображение всей структуры процессора. Возьмем для примера четырехъядерный Core i7 второго поколения (микроархитектура Sandy Bridge). Площадь его кристалла составляет 219 кв. мм. На одной такой пластине можно разместить около 280 элементов, причем часть из них заведомо будет негодной (те, что расположены по краям пластины), а часть не пройдет испытания. Допустим, что среди этого числа лишь 85% элементов будут считаться годными, в результате в продажу попадет 240 процессоров. Теперь представим, что мы хотим повысить производительность процессора вдвое, и просто увеличиваем площадь каждого ядра в два раза. Таким образом, на стандартной пластине можно разместить только 130 процессоров, из которых в продажу поступит лишь 110. Следовательно, стоимость производства одного такого процессора будет в 2,18 раза выше, что соответствующим образом отразится на стоимости конечного продукта.

Кроме того, возникает множество других обстоятельств, связанных с тепловыделением и теплоотводом, со снижением скорости межтранзисторного взаимодействия, с возрастанием токов утечки и с возможным затуханием сигнала при переходе от крайних точек микросхемы. Требуются новые инженерные решения, способные обойти подобные препоны. Поэтому гораздо более эффективным способом «наращивания мускулатуры» процессора является уменьшение расстояния между элементами или, говоря иначе, повышение плотности расположения элементов. Вернемся к нашему примеру: четырехъядерный процессор Core i7 (Sandy Bridge), выпущенный в 2011 году, имеет площадь кристалла 219 кв. мм, а процессор предыдущего поколения Core 2 Quad (Yorkfield), выпущенный в 2008-м, – 214 кв. мм. Внутри современного процессора находится 915 млн транзисторов, тогда как внутри Core 2 Quad – только 820 млн. Однако при сравнении производительности становится ясно, что новое решение заметно быстрее старого. По данным производителя, Core i7 первого поколения (Nehalem) быстрее Core 2 Quad примерно на 25%, а Core i7 второго поколения (Sandy Bridge) быстрее Nehalem на 17%. Таким образом, процессор Sandy Bridge быстрее Core 2 Quad (Yorkfield) почти вполовину.

Разумно предположить, что одним из главных факторов успеха в этом процессе стало уплотнение элементов внутри процессора. Фактически на одинаковой по размерам поверхности удалось расположить существенно больше транзисторов. Вдобавок изменение физических свойств, а именно структуры самого транзистора привело к резкому повышению быстродействия каждого элемента и процессора в целом.

Развитие микроэлектроники

Основой современного CPU является полевой транзистор, управляемый затвором, – подача напряжения на затвор регулирует пропускание тока от стока к истоку. Исторически все транзисторы, применяемые в микроэлектронике, изготавливались на кремниевой подложке. Неуклонно растущие требования к вычислительной мощности показали, что использование базовой структуры становится все менее оправданным – вместе с уменьшением размеров элемента стремительно возрастали токи утечки, существенно ухудшавшие свойства транзисторов.

Переход к третьему измерению

Формально компания Intel объявила о намерении выпустить в свет процессоры Ivy Bridge уже в этом году. Они являются логическим продолжением чипов с архитектурой Sandy Bridge и отличаются лишь новым технологическим процессом 22 нм. За этими сухими цифрами таятся годы исследований у самых пределов фундаментальных наук. Переход к каждому следующему технологическому процессу дается с огромными усилиями. Так, например, чтобы перейти от 45-нанометрового процесса к 32-нанометровому понадобилось пересмотреть базовый принцип литографической печати – пришлось осуществлять печать элементов в несколько проходов. Следующий же переход к 22 нм заставил инженеров компании отказаться от привычной печати в оптической среде – фактически было достигнуто максимальное разрешение оптики в воздухе, и для реализации задуманного потребовалось перенести печать в жидкостную среду, радикально увеличив оптическое разрешение.
intel-22nm_transistor.jpg
Слева фотография ядра процессора Core i7 (Sandy Bridge), сделанная электронным микроскопом. Справа – фотография ядра процессора с архитектурой Ivy Bridge. В первом случае речь идет о технологическом процессе 32 нм, во втором – 22 нм

Без всякого преувеличения можно говорить о том, что исследования в области полупроводниковых технологий уже давно находятся на стыке предельных ограничений базовых наук – физики, химии, оптики и, конечно, электроники. Начиная с 2002 года инженеры Intel вели исследования в области так называемых 3D-транзисторов. Идея была проста – увеличить размер полупроводника, контактирующего с затвором, путем увеличения его высоты. Другими словами, компания поставила перед собой амбициозную задачу, решив отказаться от привычной планарной системы проектирования транзисторов, существовавшей с 1947 года. Чтобы лучше понять, о чем идет речь, представьте следующее: жильцов в одноэтажном доме гораздо меньше, нежели в многоэтажке, и чем больше этажей, тем больше людей проживает в доме. Точно так же обстоит дело и с транзисторами – увеличение высоты приводит к значительному увеличению площади контакта кремния с затвором. Таким образом, заметно повышается скорость реакции транзистора. Исследования показали, что у так называемых 3D-транзисторов практически отсутствуют токи утечки, благодаря чему улучшаются многие свойства как отдельных элементов, так и построенных на их базе процессоров.

Но и на этом Intel решила не останавливаться – следующим шагом стало использование общего затвора для нескольких транзисторов. Теоретически это позволило бы сократить площадь, занимаемую элементами на поверхности кристалла, и к тому же повысить быстродействие и улучшить энергоэффективность – ведь для управления группой транзисторов можно использовать один затвор, а не несколько, как было раньше.

Сегодня компания рапортует о завершении исследований в этом направлении и сообщает, что уже во второй половине текущего года процессоры с новой микроархитектурой поступят в продажу. Новые процессоры получат большую производительность и станут расходовать гораздо меньше энергии при работе. Последнее обстоятельство очень важно в том числе и для мобильных устройств, таких как ноутбуки, планшеты и смартфоны. Известно, что у Intel крепкие позиции в области обычных ПК, однако в мире сверхмобильных устройств другие компании составляют ей серьезную конкуренцию. И нет ничего удивительного в том, что Intel приложит все усилия, дабы стать игроком номер один на рынке мобильных систем.

Возвращаясь к цифрам, отметим, что переход к 3D-транзисторам при технологическом процессе 22 нм позволит повысить производительность процессоров на 37% и снизить энергопотребление более чем на 50%. Примечательно, что затраты на производство возрастут всего на 2–3%, т.е. в магазинах новые процессоры не будут значительно дороже старых.
zahod-01.jpg
Данная 3D-модель наглядно иллюстрирует структуру процессорного транзистора. Слева показан традиционный транзистор, используемый в процессорах Core i3/i5/i7 первого ***и второго поколения; справа – тот, что будет применяться в процессорах Ivy Brigde. Смысл прост – увеличение высоты рабочей поверхности кремния над оксидным слоем приводит к увеличению пропускной способности, к повышению скорости реакции транзистора и к практически полному исчезновению токов утечки

Ivy Bridge

Официальной информации о новых процессорах пока немного. Первые модели появятся к концу нынешнего года, и именно эта микроархитектура станет основной для всех процессоров года будущего. Сегодня известно, что CPU будет выпускаться в исполнении LGA 1155, а встроенное графическое ядро получит поддержку DirectX 11 и возможность аппаратного декодирования формата Blu-ray 2.0. Системные платы для Ivy Bridge смогут работать с технологиями Intel Wireless Display 3.0 и Thunderbolt.
#
Статья опубликована в журнале ComputerBild №11/2011 (стр. 36) (там ее и вычитал)
Ссылка на электронную версию: ComputerBild.RU | 3D-транзисторы


PS: Я наверное не в той ветке расположил. нужно в Разработки или Наука....на усмотрение модераторов
__________________
Хотел как лучше, а получилось идеально!
Ваня вне форума  

Старый 06.06.2011, 23:11
Helpmaster
Member
 
Аватар для Helpmaster
 
Регистрация: 08.03.2016
Сообщений: 0

Так же вам будут кстати эти темы, ознакомьтесь

Восемь новых мобильных процессоров Intel
Подрастает новое поколение...
Выход новых мобильных процессоров Intel Atom
Состоялась презентация 45 нм процессоров от Intel в Росии
Intel поставляет образцы 32 нм процессоров производителям компьютеров
Звездный рейтинг процессоров Intel

Старый 07.06.2011, 01:27   #2 (permalink)
кочевник
Member
 
Аватар для кочевник
 
Регистрация: 06.02.2011
Сообщений: 14,416
Сказал(а) спасибо: 843
Поблагодарили 1,202 раз(а) в 187 сообщениях
Репутация: 108477
По умолчанию

Спасибо. Коротко ,емко и внятно !
кочевник вне форума  
Старый 07.06.2011, 10:55   #3 (permalink)
Ваня
Почётный Шарлотан
 
Аватар для Ваня
 
Регистрация: 27.08.2010
Адрес: Культурная столица России
Сообщений: 9,122
Записей в дневнике: 45
Сказал(а) спасибо: 604
Поблагодарили 749 раз(а) в 114 сообщениях
Репутация: 102229
По умолчанию

Ну это же статья) а суть в том, что они переходят на новую технологию изготовления процессоров(самих ядер) и это увеличит "В разы" их производительность, снизит энергопотребление в 2 раза и не особо удорожит их. Новый уровень так сказать
А читать ее ночью - бесполезное занятие
__________________
Хотел как лучше, а получилось идеально!
Ваня вне форума  
Старый 14.06.2011, 19:18   #4 (permalink)
Max Vinchester
Gamer
 
Регистрация: 26.03.2011
Сообщений: 84
Сказал(а) спасибо: 0
Поблагодарили 0 раз(а) в 0 сообщениях
Репутация: 10
По умолчанию

интересно..цена вопроса
Max Vinchester вне форума  
Старый 14.06.2011, 19:49   #5 (permalink)
Weles
Лентяй
 
Аватар для Weles
 
Регистрация: 13.04.2009
Адрес: Тверь
Сообщений: 16,572
Записей в дневнике: 29
Сказал(а) спасибо: 15
Поблагодарили 81 раз(а) в 14 сообщениях
Репутация: 24627
По умолчанию

Прикольно, но про кубиты и квантовые компы позабористей
Weles вне форума  
Ads

Яндекс

Member
 
Регистрация: 31.10.2006
Сообщений: 40200
Записей в дневнике: 0
Сказал(а) спасибо: 0
Поблагодарили 0 раз(а) в 0 сообщениях
Репутация: 55070
Старый 14.06.2011, 20:01   #6 (permalink)
kashakru
Родом из СССР
 
Аватар для kashakru
 
Регистрация: 27.02.2009
Сообщений: 3,573
Сказал(а) спасибо: 0
Поблагодарили 2 раз(а) в 2 сообщениях
Репутация: 4398
По умолчанию

ИНТЕЛ ФОРЕВЕ!!!!!!!!!!!!!!!!!
kashakru вне форума  
Ads

Яндекс

Member
 
Регистрация: 31.10.2006
Сообщений: 40200
Записей в дневнике: 0
Сказал(а) спасибо: 0
Поблагодарили 0 раз(а) в 0 сообщениях
Репутация: 55070
Закрытая тема

Опции темы
Опции просмотра

Ваши права в разделе
Вы не можете создавать новые темы
Вы не можете отвечать в темах
Вы не можете прикреплять вложения
Вы не можете редактировать свои сообщения

BB коды Вкл.
Смайлы Вкл.
[IMG] код Выкл.
HTML код Выкл.
Trackbacks are Вкл.
Pingbacks are Вкл.
Refbacks are Выкл.




Часовой пояс GMT +4, время: 17:11.

Powered by vBulletin® Version 6.2.5.
Copyright ©2000 - 2014, Jelsoft Enterprises Ltd.