Intel po raz pierwszy od 13 lat zmieni tranzystory w chipach – firma pokazała RibbonFET i ich układ odwrotnego zasilania

Redaktor NetMaster
Redaktor NetMaster
4 min. czytania

Na konferencji Innovation 2023 dyrektor generalny Intela Patrick Gelsinger pokazał płytkę krzemową z procesorami Arrow Lake wykonanymi w technologii procesowej 20A (20 angstremów, czyli 2 nm). Układy te pojawią się w 2024 roku i będą pierwszymi od 13 lat wyposażonymi w nową architekturę tranzystorową. Podczas wydarzenia szef Intela ujawnił kilka szczegółów na temat przyszłych architektur, co można uznać za oficjalne potwierdzenie pojawiających się wcześniej przecieków.

Istotnym wydarzeniem było potwierdzenie planów Intela dotyczących rozpoczęcia produkcji procesorów 2 nm w 2024 roku – wcześniej niż TSMS i Samsung, które wcześniej wykazywały znaczną przewagę technologiczną ze strony mikroprocesorowego giganta. Intel postawił sobie za cel opanowanie produkcji procesorów na pięciu nowych węzłach technologicznych w ciągu czterech lat i zdaje się ściśle realizować ten plan. Co więcej, w wielu innowacjach technologicznych Intel zamierza wyprzedzić zarówno Samsunga, jak i TSMC.

Wafelek Arrow Lake

W szczególności Intel jako pierwszy przeniesie linie zasilające elementy procesora na tył podłoża. Linie sygnałowe pozostaną w tym samym miejscu, a zasilanie będzie dostarczane z odwrotnej strony bezpośrednio do tranzystorów. Stanie się tak, zaczynając od tranzystorów chipów Arrow Lake, które firma już produkuje w postaci próbek inżynieryjnych.

Oddzielenie linii energetycznych i sygnałowych przyniesie wiele korzyści, choć będzie wiązało się także z wyzwaniami technologicznymi. Rozładowanie objętości płytki z boku interfejsu sygnałowego uprości okablowanie i zwiększy szybkość działania interfejsu sygnałowego poprzez zmniejszenie długości połączeń i odpowiednio zmniejszenie ich rezystancji prądowej. To samo uproszczenie rozdziału mocy (od drugiej strony), a nawet zwiększenie przekroju przewodów zasilających ograniczy procesy przejściowe, a nawet otworzy drogę do zwiększenia gęstości tranzystorów. Przykładowo TSMC planuje wprowadzić podobną technologię nie wcześniej niż w 2026 roku, czyli dwa lata później niż Intel.

Dostawa jedzenia od tyłu (po prawej na zdjęciu). Po lewej stronie obecne podejście, gdy sygnał i zasilanie są dostarczane w tej samej warstwie

Jednak zdecydowanie rewolucyjną innowacją w procesorach Arrow Lake będą nowe tranzystory RibbonFET Gate-All-Around (GAA) z kanałami całkowicie otoczonymi bramkami. Będą to pierwsze nowe tranzystory w procesorach Intela od 2011 roku, po rozpoczęciu produkcji tranzystorów FinFET z pionowymi kanałami (żeberkami) otoczonymi bramkami tylko z trzech stron. Samsung produkuje już podobne tranzystory we własnej interpretacji (SF3E), ale nie jest jeszcze gotowy na ich masową produkcję. Intel wydaje się być gotowy na masową produkcję tranzystorów GAA.

Architektonicznie tranzystory Intel GAA są podobne do tych samych tranzystorów Samsunga. Są one również reprezentowane przez kanały umieszczone jeden nad drugim w postaci cienkich nanoarkuszów (nanostron), otoczonych ze wszystkich stron bramkami. Intel wykorzystuje w swoim tranzystorze cztery kanały. Według Intela taka konstrukcja umożliwia szybsze przełączanie tranzystorów przy użyciu prądu sterującego podobnego do prądu FinFET. Jednocześnie tranzystor GAA zajmuje zauważalnie mniej miejsca na podłożu niż FinFET.

TSMC spodziewa się wprowadzić do produkcji własną architekturę GAA w 2025 roku, czyli rok później niż Intel. Pod tym względem Samsung formalnie wyprzedza konkurencję, jednak pod względem masowej produkcji najbardziej zaawansowanych rozwiązań nie może się jeszcze niczym pochwalić.

Udostępnij ten artykuł
Dodaj komentarz