Intel-uitvinding kan telefoons supersnel en zuinig maken

Processorfabrikant Intel heeft vandaag een belangrijke wetenschappelijke doorbraak aangekondigd: de uitvinding van de 3D-transistor voor 22 nanometer chips. Kort en bondig betekent het dat processors nu zo klein en zuinig kunnen worden, dat het de gedroomde cpu’s zijn voor toekomstige smartphones.

Intel logoDe uitvinding van Intel houdt in dat de transistors in processoren niet meer helemaal plat zijn, maar driedimensionaal. Door bovenop het platte gedeelte ‘vinnen’ te plaatsen waar ook weer transistors in zitten, kan het aantal transistors in theorie ongebreideld stijgen zodat op dezelfde oppervlakte een veel krachtiger processor ontstaat.

Intel presenteerde de nieuwe uitvinding op een laptop waar die nieuwe ‘Ivy Bridge’ processor in zit. Het levert niet alleen een flinke snelheidswinst op voor alle bewerkingen, maar ook is de processor 37 procent zuiniger dan zijn tweedimensionale voorgangers.

En dat is goed nieuws voor smartphones, tablets en andere kleine mobiele apparaten, waar deze processor op enige termijn ongetwijfeld in zal opduiken. Intel heeft het in zijn persbericht over de Ivy Bridge niet expliciet over smartphones gehad, maar de uitvinding is er wel voor geschikt: de CPU met deze nieuwe 3D-technologie kan zowel krachtige servers aansturen als kleine draagbare apparaten.

Het volledige persbericht van Intel staat hieronder.

Belangrijke doorbraak van Intel: 3-D transistors

Nieuwe transistors voor 22 nanometer chips bieden ongekende energiebesparingen en prestatiewinsten

SAMENVATTING:
· Intel kondigt wetenschappelijke doorbraak en historische chip-innovatie aan: ‘s werelds eerste 3-D transistors.
· De transitie naar 3-D zorgt ervoor dat het innovatietempo volgens de Wet van Moore nog jaren vastgehouden kan worden.
· De combinatie van prestatiewinsten en energiebesparingen opent de weg naar innovaties voor tal van toekomstige producten op basis van 22nm-technologie – van de kleinste draagbare toestellen tot krachtige servers voor de ‘cloud’.
· Intel demonstreert de eerste pc ter wereld met een 22nm processor (codenaam ‘Ivy Bridge’) met de nieuwe 3-D transistor.

Santa Clara (USA), 4 mei 2011 – Intel kondigt vandaag een belangrijke doorbraak aan in de basisstructuur van de transistor – de bouwsteen van de moderne elektronica. Voor het eerst sinds ze meer dan 50 jaar geleden zijn uitgevonden, zullen transistors gemaakt worden volgens een revolutionair driedimensionaal ontwerp: de zogeheten ‘Tri-Gate’. Deze nieuwe transistors zullen voor het eerst worden toegepast in de productie van een nieuwe 22nanometer* Intel-chip met de codenaam ‘Ivy Bridge’.

De nieuwe driedimensionale Tri-Gate transistor betekent het afscheid van de platte, tweedimensionale transistor die decennialang niet alleen de basis vormde van computers, mobiele telefoons en consumentenelektronica maar ook van apparaten in auto’s, ruimteschepen, medische apparatuur en duizenden andere apparaten die we dagelijks gebruiken.

“Intels wetenschappers en ingenieurs hebben de transistor opnieuw uitgevonden, waarbij ze voor het eerst gebruik hebben gemaakt van de derde dimensie”, zegt Paul Otellini, president en CEO van Intel. “Met de nieuwe mogelijkheden die deze technologie biedt, zijn verbazingwekkende en revolutionaire apparaten mogelijk en betreedt de Wet van Moore een totaal nieuw gebied.”

3-D transistors: ongekende energiebesparingen en prestatiewinsten
Intels 3-D transistors laten chips op een lager voltage werken met minder stroomverlies, wat ongekende energiebesparingen en prestatiewinsten oplevert in vergelijking met de vorige generatie transistors. Chipdesigners kunnen nu chips ontwikkelen die, afhankelijk van de toepassing, energiezuinig of uiterst krachtig zijn.

In vergelijking met de vorige 32nm vlakke transistors, bieden de 22nm 3-D transistors prestatiewinsten tot 37 percent bij een laag voltage. Deze prestatiewinst maakt ze uitermate geschikt voor toepassing in kleine, draagbare toestellen waar een laag energieverbruik erg belangrijk is. Daarnaast verbruiken de nieuwe transistors maar half zo veel energie wanneer ze op hetzelfde vermogen werken als 2-D transistors.

“De prestatiewinsten en energiebesparingen die we nu zien zijn ook voor ons ongekend”, zegt Mark Bohr, Intel Senior Fellow. “Dit gaat veel verder dan gewoon het voortzetten van de Wet van Moore. Het lage energieverbruik gaat veel verder dan wat we normaal gezien bereiken bij een volgende generatie chiptechnologie. Het biedt productontwikkelaars de mogelijkheid om bestaande producten kleiner te maken en ook om totaal nieuwe producten te ontwikkelen. We verwachten dan ook dat deze doorbraak Intels voorsprong op de rest van de halfgeleiderindustrie zal vergroten.”

Versnelde innovatie – De Wet van Moore
De Wet van Moore – genaamd naar Intels medeoprichter Gordon Moore – stelt dat transistors steeds kleiner, goedkoper en zuiniger worden. Daardoor heeft Intel steeds meer eigenschappen en rekenkernen kunnen toevoegen aan zijn chips – waardoor de prestaties toenemen en de productiekosten per transistor dalen.

Het voortzetten van de Wet van Moore is nooit eenvoudig geweest en het was nog moeilijker voor de nieuwe generatie 22nm transistors. Dit komt omdat intussen natuurkundige barrières bereikt werden die een verdere verkleining moeilijk maakten. De uitvinding van de Tri-Gate transistor door Intel onderzoekers dateert al van 2002 (de naam ‘Tri-Gate’ verwijst naar de drie zijdes van de ‘gate’ of poort van de transistor). Jaren van verder onderzoek heeft geleid tot de mogelijkheid van massaproductie die Intel vandaag aankondigt.

Met de aankondiging van de driedimensionale transistor wordt de basisstructuur van de transistorschakelaar opnieuw uitgevonden. De traditionele platte, tweedimensionale gate (poort) wordt vervangen door een uiterst dunne, driedimensionale silicium-‘vin’ die verticaal op het substraat staat. Het regelen van de stroom wordt bereikt door op elk van de drie zijdes van de vin een gate te plaatsen – twee aan elke zijde en één bovenop. Dit in tegenstelling tot de tweedimensionale transistor, die slechts één gate bovenop heeft. De extra controlemogelijkheden maken het mogelijk om de stroom maximaal te laten vloeien wanneer de transistor ‘aan’ staat (voor maximale prestaties) en tot een absoluut minimum te herleiden wanneer de transistor ‘uit’ staat (voor minimaal energieverbruik). Daarbij is het mogelijk om razendsnel tussen beide posities te schakelen.

Net zoals wolkenkrabbers het voor stedenbouwkundigen mogelijk maken om optimaal gebruik te maken van de beschikbare ruimte, door verticaal te bouwen, zo biedt Intels 3-D Tri-Gate transistorstructuur een nieuwe manier om meer chipcomponenten op de beschikbare ruimte te plaatsen. Dankzij de driedimensionale structuur van deze vinnen kunnen transistors ook dichter op elkaar geplaatst worden. In toekomstige processorgeneraties kunnen ontwikkelaars de vinnen nog hoger maken, waardoor de prestaties en het energieverbruik verder zullen verbeteren.

Allereerste demonstratie van 22nm 3-D transistors
De 3-D transistors zullen voor het eerst gebruikt worden in Intels toekomstige 22nm productieproces. 22 nanometer verwijst naar de afmeting van de onderdelen van de individuele transistors. Een nanometer is een miljardste van een meter en in de punt (.) aan het einde van deze zin passen meer dan 6 miljoen 22nm transistors.

Vandaag heeft Intel voor het eerst een werkende 22nm processor getoond – met de codenaam ‘Ivy Bridge’ – in een laptop, een server en een desktop computer. Ivy Bridge wordt de eerste chip die gebruikmaakt van 3-D transistors en zal aan het eind van dit jaar gereed zijn voor massaproductie.

Jarenlang dreigde het verkleiningsproces van transistors stil te vallen. Deze wijziging in de basisstructuur van transistors mag dan ook revolutionair genoemd worden. Het betekent dat het innovatietempo dat wordt voorgeschreven door de Wet van Moore, nog vele jaren gehandhaafd kan worden.

* Een nanometer is één miljardste van een meter

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.

Er zijn nog geen reacties op dit artikel achter gelaten. Ben jij de eerste?

Meld je aan voor onze nieuwsbrief!

Contact met ons?

  • Qontent Matters
  • Czaar Peterstraat 159
  • 1018 PJ Amsterdam

Volg ons via