Den største overskriften til Core 2 Extreme QX9650 er at det er Intels første stasjonære prosessor for å bruke en 45nm produksjonsprosess. Selskapets tidligere generasjon av desktop-CPUer ble produsert ved hjelp av en 65nm prosess. Men hvorfor er denne endringen så viktig, og hva betyr det for prosessorvirksomheten?

Dør krympe en annen dag

CMOS-produksjonsforbedringer sporer historien til CPUer så mye som selve prosessorene. Hver krympe i størrelsen på de mikroskopiske transistorene, som utgjør CPU, betyr at flere kan monteres i samme rom, med en rekke implikasjoner.

På det mest grunnleggende nivået kunne du ikke engang lage prosessorteknologier i dag med prosessteknologiene for bare noen få år siden - de ville være uhyre massive. 386 hadde bare 275 000 transistorer. Intels Core 2 Extreme QX9650 har rundt 800 millioner - nesten 3000 ganger så mange. Bruke 386-ene 1µm produksjonsprosess, ville QX9650 være omtrent en fotfirkant!

Strømkrav er et annet problem. Mindre transistorer bruker færre watt å sykle, noe som igjen betyr at du praktisk talt kan ha flere av dem enn med en større prosess teknologi.

Hvis du lagde opp nok transistorer for en QX9650 med 386, ville de forbruke rundt 3000W - men en hel Core 2 Extreme QX9650 PC, inkludert andre komponenter, krever bare litt over 200W under full belastning.

Hvorfor mindre er bedre

Lavere strømforbruk har en annen nyttig sideeffekt. Hvis transistorene dine tegner færre watt, blir de ikke så varme. Så du kan kjøre dem med høyere frekvens uten å brenne dem ut - eller overbelaste hovedkortets strømforsyningskretser de trekker fra.

Det er andre faktorer å vurdere, men hver ny prosess teknologi betyr nesten alltid et høyere tak på klokfrekvenser.

Den siste, men langt fra minst nytte av mindre transistorer, kommer når du holder den grunnleggende CPU-designen den samme. I dette tilfellet blir selve prosessoren mindre - kjent som en "døskrympe". Siden fabrikkanlegget bruker en halvleder av standard størrelse, er 300 mm den største - du kan passe mer på hver enkelt.

Waferproduksjonskostnadene er de samme, så hver prosessor blir billigere å lage. For eksempel tar en 45nm prosessor opp halvparten av en 65nm en med samme design. Så flytting til 45nm halverer produksjonskostnadene - selv om du også må faktor i prisen for å utvikle den nye prosessen og bygge fabrikken som er i stand til å utføre den. Dette kan være veldig dyrt faktisk.

Den 45nm fordelen

Så det synes mindre er alltid bedre for halvledere, noe som gjør at du lurer på hvorfor slike miniaturiseringer ikke forekommer raskere. Imidlertid er det alltid vanskeligheter som må overvinnes for å muliggjøre hver reduksjon i transistorstørrelse. Disse inkluderer parasittkapasitans, hvor deler av miniatyr integrert krets holder sin ladning når de ikke skal, dagens lekkasje og latchup.

De to sistnevnte har vært et spesielt problem med de siste prosessreduksjonene, da hullene mellom de små ledningene er så små blir det stadig vanskeligere å forhindre at strømmen flyter der den ikke er ment å.

AMD og IBM har brukt Silicon on Insulator (SOI) teknologi for å bekjempe dette og aktivere sine beveger seg ned til 65nm.

45nm utfordringen

Med Intels bryter fra 65nm til 45nm, fortsetter selskapet å bruke den eldre CMOS-teknologien, men med tillegg av High-K dielektriske og metallgate teknologier.

Tradisjonelt har silisiumdioksid blitt brukt som dielektrisk i de små transistorene, men er utsatt for lekkasje ved produksjonsskalaene som nå benyttes. Alternative materialer med høy dielektrisk konstant (High-K) forhindrer dette.

Derimot tar metallportene delene av prosessoren ment å være ledende i motsatt retning. Tidligere har mindre ledende polysilikon blitt brukt til kretser, fordi det gjør produksjonen enklere. Metall har i motsetning nesten null elektrisk motstand.

Disse to teknologiene har gitt Intel mulighet til å ta dagens ledende prosess teknologi. Dette gir det en konkurransefortrinn på strømforbruk, prosessorklokkehastigheter og produksjonsøkonomi. Det handler ikke bare om hvor bra du designer din chiparkitektur i prosessorbransjen.