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Intel, materiale di revisione IBM per microprocessori di nuova generazione
Sabato, Intel e IBM hanno annunciato separatamente un nuovo tipo di materiale per transistor che, secondo le aziende, porterà a chip più piccoli, maggiori prestazioni di elaborazione e computer più efficienti dal punto di vista energetico. Entrambi i produttori di chip hanno in programma di integrare il nuovo materiale nella prossima linea di produzione di chip, nota come generazione a 45 nanometri, entro un anno. In definitiva, questo progresso dovrebbe rendere i computer migliori nella riproduzione di videogiochi, nell'editing di film e nell'esecuzione di altre attività ad alta intensità di processore.
Un'immagine del chip SRAM (static random access memory) di Intel, contenente più di un miliardo di transistor, costruito con nuovi materiali, ha annunciato oggi la società. Separatamente, IBM e Intel hanno annunciato nuovi materiali per chip per aiutare a migliorare le prestazioni di elaborazione per i microprocessori di prossima generazione.
Intel, nota per i suoi chip per personal computer, ha anche annunciato che i nuovi chip appariranno nella sua prossima generazione di computer e server dual core e quad core, che dovrebbero essere in produzione alla fine di quest'anno. IBM, nota per i suoi server e sistemi di elaborazione ad alte prestazioni, prevede che i prodotti con i suoi nuovi chip verranno spediti entro l'inizio del 2008.
Storicamente, le prestazioni dei microprocessori sono raddoppiate ogni due anni, seguendo una tendenza nota come legge di Moore. Le prestazioni sono aumentate grazie alla tecnologia di fabbricazione dei chip che ha consentito ai transistor di ridursi ad ogni generazione, consentendo di impacchettare più transistor su un chip o di rimpicciolirli. Attualmente, la maggior parte dei microprocessori per computer e server sono realizzati utilizzando il cosiddetto processo a 65 nanometri. La prossima generazione di transistor sarà ridotta utilizzando un processo a 45 nanometri. Tuttavia, i nuovi materiali delle aziende forniranno a questa generazione di chip un aumento delle prestazioni che altrimenti non sarebbe possibile.
Uno dei cambiamenti di materiale sarà in un importante componente del transistor chiamato dielettrico di gate. Questo componente aiuta a controllare il flusso di elettroni, che accendono o spengono il transistor. Per decenni, il dielettrico del gate è stato realizzato con un materiale isolante chiamato biossido di silicio. Tuttavia, poiché i transistor si sono ridotti, lo strato di biossido di silicio ha dovuto diventare più sottile. Ciò pone tuttavia un problema, poiché un sottile strato di biossido di silicio lascia passare la corrente elettrica attraverso di esso, producendo calore in eccesso e causando scarse prestazioni del dispositivo.
IBM e Intel hanno scoperto che un materiale chiamato high-k produce gli stessi benefici del biossido di silicio, ma può farlo in uno strato più spesso. Il materiale si basa sull'elemento afnio ed entrambe le società affermano che riduce significativamente la quantità di dispersione di corrente.
Oltre a dover sostituire il dielettrico del gate, entrambe le società sono state costrette a ripensare al tipo di materiale da utilizzare per il gate stesso, il componente del transistor che alla fine accende e spegne un transistor. Tradizionalmente, le porte sono state realizzate in polisilicio, una forma meno strutturata di silicio cristallino, utilizzata nei transistor. Ma per rendere il gate compatibile con il nuovo dielettrico del gate, Intel e IBM hanno sostituito il polisilicio con un metallo il cui nome nessuna delle due società rivelerà in questo momento.
Intel afferma che il suo nuovo gate dielettrico e metallico consente ai transistor di essere pilotati con il 20% in più di corrente rispetto a prima, il che si traduce in un aumento del 20% delle prestazioni, afferma Mark Bohr, senior fellow di Intel. Riteniamo che questa sia una svolta importante che estenderà davvero la legge di Moore.
Bohr sottolinea che la ricerca sui dielettrici high-k gate e sui metal-gate non è una novità e che da anni sono stati pubblicati articoli di ricerca sui progressi nel campo. Tuttavia, è fiducioso che Intel abbia trovato la migliore combinazione di materiali in grado di mantenere la produzione di chip in pista nel prossimo decennio.
La chiave per implementare con successo questi nuovi materiali è assicurarsi che possano adattarsi perfettamente a una linea di produzione, afferma Bernard Meyerson, capo tecnologo presso IBM. Bisogna dare un'occhiata attenta a come questo viene implementato, dice. IBM ha trovato un modo per aggiungere i nuovi materiali al processo di fabbricazione senza rivedere l'intero processo, dice, che potrebbe essere costoso. Bohr di Intel afferma che in termini di produzione dei nuovi chip nella sua azienda, la maggior parte delle apparecchiature di processo è la stessa delle generazioni passate.