Nová součástka potřebuje ke svému provozu méně energie než předchozí typy a umožní pokračovat v další miniaturizaci počítačových procesorů.
Foto: Intel
Společnost Intel představila významný průlom ve vývoji tranzistoru, tedy základního stavebního kamene moderní elektroniky. Poprvé od vynálezu křemíkových tranzistorů budou do výroby uvedeny tranzistory využívající trojrozměrnou strukturu. Intel zavede revoluční 3D tranzistor zvaný Tri-Gate, jehož základní obrysy byly poprvé představeny v roce 2002, do masové výroby ve své 22nm výrobní technologii v čipu, jenž je zatím kódově označován Ivy Bridge. Jeden nanometr představuje miliardtinu metru.
Trojrozměrné tranzistory Tri-Gate představují zásadní odklon od dvojrozměrných, plochých tranzistorů, které poháněly nejen všechny počítače, mobilní telefony a přístroje spotřební elektroniky, ale také elektroniku v automobilech, kosmických lodích, domácích spotřebičích, lékařských zařízeních a tisícovkách dalších zařízení, která každodenně používáme již po desetiletí.
„Výzkumní pracovníci společnosti Intel znovu přinesli revoluci do světa tranzistorů, tentokrát vstupem do třetího rozměru,“ prohlásil Paul Otellini, prezident a generální ředitel společnosti Intel. „Na základě těchto tranzistorů vzniknou nová úchvatná zařízení a Mooreův zákon se posune do nových oblastí.“
Obrovské úspory energie a vyšší výkon Díky trojrozměrným tranzistorům Tri-Gate mohou procesory fungovat při nižším napětí s nižším únikem energie, takže oproti předchozím procesorům nabízejí bezkonkurenční kombinaci energetické účinnosti a výkonu. To poskytuje zvláštní flexibilitu konstruktérům čipů, kteří si mohou vybírat tranzistory určené pro nízkou spotřebu anebo naopak vysoký výkon – vše podle typu aplikace.
Trojrozměrné 22nm 3D tranzistory nabízejí oproti plochým tranzistorům Intel 32nm nárůst výkonu o 37 procent při nízkém napětí. Díky této úspoře jsou tranzistory ideální pro použití v malých úsporných kapesních zařízeních. Nové tranzistory spotřebují méně než polovinu energie potřebné pro staré tranzistory na 32nm čipech.
„Výkonnostní nárůst a úspora energie trojrozměrných tranzistorů Tri-Gate jsou něčím, co jsme v dějinách výpočetní techniky zatím neviděli,“ říká Mark Bohr, výzkumný pracovník společnosti Intel. „Tento milník je něco víc než jen další dodržování Mooreova zákona. Rozdíl ve spotřebě energie je podstatně větší, než na jaký jsme zvyklí při vývoji od starší generace k nové. Výrobci díky tomu mohou vyrábět ještě inteligentnější přístroje a samozřejmě to umožní i vývoj zcela nových zařízení. Domníváme se, že tento revoluční krok ještě posílí vůdčí postavení společnosti Intel v oblasti polovodičů.“
První představení 22nm 3D tranzistorů Tri-Gate Společnost Intel dnes představila první 22nm mikroprocesor označovaný jako Ivy Bridge pro notebooky, stolní počítače a servery. Právě procesory Intel® Core™ budou prvními čipy, které budou využívat tranzistory 3D Tri-Gate. Procesory Ivy Bridge se začnou sériově vyrábět do konce roku.
Dosažený průlom rovněž umožní uvést na trh další produkty postavené na procesorech Intel® Atom™, které umožní vyšší škálovatelnost výkonu, funkčnosti i kompatibility, přičemž zároveň uspokojí požadavky na výkon, náklady a velikost.
Technologické milníky v historii tranzistoru: Od vynálezu tranzistoru v roce 1947 se tato technologie vyvíjela velice rychlým tempem a připravila cestu pro další levnější a energeticky efektivnější výrobky. Pokračování tohoto vývoje, a to tempem udávaným Mooreovým zákonem, přineslo mnohé inovace; v poslední době to byl „napnutý křemík“ („strained silicon“ – představil Intel v roce 2003) a high-k/metal gate (představil Intel v roce 2007). Nyní se společnost Intel chystá přijít s další radikální změnou designu tranzistorů, jež nabídne nebývalou kombinaci výkonu a energetické účinnosti v široké škále počítačů: od serverů přes desktopy a notebooky až ke kapesním zařízením.
• 16. prosince 1947: William Shockley, John Bardeen a Walter Brattain z Bell Labs úspěšně vyrobili první tranzistor.
• 1950: William Shockley vyvinul první bipolární tranzistor, tedy zařízení dnes nejčastěji označované jako tranzistor.
• 18. října 1954: První tranzistorové rádio Regency TR1 bylo uvedeno na trh. Obsahovalo čtyři tranzistory z germania.
• 25. dubna 1961: První patent získal Robert Noyce za integrovaný obvod. Původní tranzistory dostačovaly pro použití v rádiích a telefonech, ale pro potřeby elektroniky bylo zapotřebí něčeho menšího – integrovaného obvodu.
• 1965: Je definován Mooreův zákon – Gordon Moore předvídá, že počet tranzistorů na čipu se bude každý rok zdvojnásobovat (o deset let později periodu upravil na dva roky). Tento svůj názor uveřejnil v článku v časopise Electronics Magazine. O tři roky společně s Bobem Noycem založili společnost Intel. Název je zkratkou sousloví „integrovaná elektronika“.
• 1969: Intel úspěšně vyvíjí první křemíkovou PMOS. Tyto tranzistory i nadále používají jako dielektrikum tradiční oxid křemičitý (SiO2), ovšem jsou zaváděny nové polykřemičité elektrody.
• 1971: Intel představuje první mikroprocesor – 4004. Obsahoval 250 tranzistorů a byl vyráběn technologií 10 mikronů na 6 cm silných destičkách.
• 1985: Na trh je uveden mikroprocesor Intel386™ – ten obsahuje 275 000 tranzistorů, což je stokrát více, než měl původní 4004. Mikroprocesor byl 32bitový a zvládal multitasking, takže uměl provozovat více programů současně. Původně byl vyráběn za pomoci CMOS technologie 1,5 mikronu.
• 13. srpna 2002: Intel představil několik technologických novinek v chystané 90nm technologii včetně vysoce výkonných nízkoenergetických tranzistorů, technologii „strained silicon“, vysokorychlostní měděné spojení a nový dielektrický materiál low-k. Jde o první proces v odvětví, který implementuje „napnutý křemík“ do výroby.
• 29. ledna 2007: Intel představuje revoluční materiály pro tranzistory: high-k a metal gate. Ty budou použity pro výrobu izolačních stěn a přepínacích bran na stovkách milionů mikroskopických tranzistorů (45nm) uvnitř nové generace procesorů Intel® Core™2 Duo, Intel Core 2 Quad a Xeon® – pod kódovým označením Penryn.
• 3. května 2011: Intel oznamuje, že do sériové výroby uvedl zcela nový tranzistor. Tranzistor Tri-Gate nabídne jedinečnou kombinaci výkonu a energetické úspornosti v široké škále počítačů: od serverů přes desktopy až po notebooky a kapesní zařízení.
