Intel, transistör tasarımında yaşanan en büyük ilerlemelerden birini oluşturan 45 nanometrelik transistörlerini geliştirdiğini açıkladı. 45 nanometre teknolojisi ile yüz milyonlarca transistör, Intel’in gelecek kuşak çok çekirdekli işlemcilerine sahip Intel® Core™ 2 Duo, Intel Core 2 Quad ve Xeon® ailelerininde yer alacak.
Yeni nesil 45nm transistörler kişisel bilgisayar, dizüstü bilgisayar ve sunucu işlemcilerinin hızlarını rekor düzeyde artırırken; işlemcilerin enerji kayıplarını azaltarak, sistemlerin mimarisinden, enerji tüketimine, gürültüsüne ve fiyatlarına kadar bir çok alanda iyileştirme getirecek. Bu yenilik, ortalama her iki yılda bir transistör sayılarının iki katına çıkacağını öngören Moore Yasası’nın, önümüzdeki on yılda da geçerli olacağını garantiliyor. Gelecek kuşak 45nm ailesinin erken sürüm ürünleri Windows Vista, Mac OS X, Windows XP ve Linux işletim sistemlerinde ve başka değişik uygulamalarda da kullanılıyor.
Intel 45nm transistörlerde “Yüksek-k ve Metal Geçit” devri
Geliştirilmiş 45nm işlemci teknolojisi ile ilgili görüşlerini belirten Intel kurucularından Gordon Moore, “Yeni nesil 45nm transistörlerde, geçit yalıtımı için yüksek-k adlı bir özelliğe sahip yeni bir materyal, transistör geçit elektrodu için de metal materyallerden yeni bir bileşim kullanılıyor. Yüksek-k ve metal materyallerin kullanılmaya başlanması 1960’lı yılların sonundan bu yana, transistör teknolojisinin geçirmiş olduğu en büyük değişimdir. Transistörler, dijital dünyanın birlerini ve sıfırlarını işleyen minik anahtarlardır. Geçit transistörü açar ve kapar, geçit yalıtkanı ise onun altında yer alır ve onu akımın geçmekte olduğu kanaldan ayırarak yalıtım sağlar. Metal geçitlerin ve yüksek-k’ya sahip geçit yalıtkanının birleşimi, yüksek performans kaydeden ve akım kaybı çok düşük olan transistörlerin gelişimine olanak vermektedir” açıklamasında bulundu.
Intel yetkilisi Mark Bohr ise konuyla ilgili olarak “Bir parça silikonun üzerine her geçen gün daha fazla transistör eklemeye çalışıldığından, endüstri de akım sızıntısını azaltmaya yönelik çözümler araştırmaya devam etmektedir. Mühendis ve tasarımcılarımız ortaya konulan ürün ve yeniliklerde Intel’in liderliğini perçinleyen önemli bir başarıya imza attılar. 45nm teknolojimiz için kullandığımız yeni yüksek-k ve metal geçite sahip transistörler, Intel’in daha hızlı ve enerjiyi daha etkin kullanan işlemciler üretmesine yardımcı olurken Intel Core 2 ve Xeon işlemci ailelerinin elde ettiği başarının sürdürülmesini ve Moore yasasının önümüzde on yıla da yayılmasını sağlayacaktır. Bohr, sözlerine şöyle devam etti: “Karşılaştırmak gerekirse, ortalama 400 adet Intel 45nm transistör, insana ait tek bir alyuvarın yüzeyine sığabilir. On yıl önce, sanat harikası işlemci teknolojisi 250nm idi. Yani, transistörlerin boyutları yaklaşık olarak bugünkünün 5,5 katıydı ve Intel’in bugün tanıtmış olduğu teknolojiye kıyasla 30 kat daha fazla yer kaplıyordu. Moore Yasası’na uygun olarak bir yonga üzerindeki transistör sayısının her iki yılda bir yaklaşık olarak iki katına çıkması, Intel’in daha fazla özelliğe sahip çekirdekler üretmesine, işlemci performansını artırmasına, üretim ve transistör başına düşen maliyetleri azaltmasına olanak vermektedir. Bu yenileşme hızını devam ettirebilmek için, transistörler daha da küçük ebatlara inmelidirler. Fakat şu an mevcut olan materyalleri kullanarak, transistörleri daha da küçültme işlemi, parçacığın atomik seviyelere ulaşması sonucu ortaya çıkan güç ve ısı sorunları yüzünden, temel sınıra kadar inmiştir. Sonuç olarak, Moore Yasasının geleceği ve bilgi çağı ekonomisinin gereği olarak yeni materyaller elde etmek zorunlu hale gelmiştir.”
Intel 45nm teknolojisine özel Yüksek-k, Metal Geçit Reçetesi
Üretilebilirliği, transistör performansının sürekli geliştirilmesine olanak sağlaması ve giderek daha fazla inceltilebilmesi sayesinde silikon dioksit, 40 yıldan uzun bir süredir transistör geçit yalıtkanı yapımında kullanılıyordu. Intel, bir önceki 65nm işlemci teknolojisinde silikon dioksit geçit yalıtkanını 1.2nm kalınlığına varana dek küçültmeyi başarmıştı. Fakat küçültmeye devam edildiginde, geçit yalıtkanı üzerinde daha fazla akım kaybıyla ve sonuçta gereksiz ısı çıkışı ve boşa giden elektrik akımıyla karşılaşılmıştır.
Gün geçtikçe incelen silikon dioksit geçit yalıtkanının sebep olduğu transistör geçit sızıntısı, endüstri tarafından Moore Yasasına meydan okuyan en önemli teknik problemlerden biri olarak tanınıyor. Bu kritik problemi çözebilmek için Intel, geçit yalıtkanında kullanılan silikon dioksiti, daha kalın olan hafniyum tabanlı yüksek-k materyalle değiştirdi. Bu sayede sızıntı, 40 yılı aşkın kullanılmakta olan silikon dioksite kıyasla, 10 kat daha azaltmış oldu.
Yüksek-k yalıtkanı, günümüzün silikon geçit elektrotu ile uyumlu olmadığından, Intel’in 45nm transistör reçetesinin ikinci bölümü “yeni metal geçit materyalleri geliştirmek” oldu. Intel, kullanmış olduğu özel metalleri gizli tutarak, transistör geçit elektrotları için değişik metal materyallerin birleşimini kullanacak.
Intel’in 45nm işlemci teknolojisinde yüksek-k yalıtkanın metal geçit ile birlikte kullanılması sonucunda enerji akımında % 20’nin üzerinde bir artış, diğer bir değişle daha yüksek bir transistör performansı görülüyor. Aynı zamanda, akım sızıntısı 5 kattan daha fazla azalıyor. Böylece transistörün enerjiyi etkin kullanabilme özelliği artıyor.
Ayrıca Intel’in 45nm işlemci teknolojisi transistör yoğunluğunu yaklaşık iki kat artırırken, Intel’e işlemcilerin transistör sayısını artırma ya da işlemcilerin boyutlarını küçültme olanağını sağlıyor. 45nm transistörler, küçüklükleri sayesinde açılıp kapanmaları için daha az enerji harcıyor ve böylelikle aktif anahtarlama gücünü yaklaşık %30 oranında azaltıyor.
Yeni mikro mimarinin bir sonraki adımı!
Intel Core mikro mimarisinin bir gelişimi olarak, Intel’in yılaşırı piyasaya sunduğu yeni işletim teknolojilerinin ve yeni mikro mimarinin bir sonraki adımı yeni bir işlemci ailesi ile devam edecek. 45nm işlemci teknolojisi, yüksek ölçekli üretim kabiliyeti ve öncü mikro mimari tasarımını bir araya getirerek, Intel’in çalışır durumdaki ilk 45nm işlemcilerinin gelişmesine olanak sağladı.
Intel’in şu anda masaüstü, taşınabilir, iş istasyonu ve işletme segmentleri için geliştirmekte olduğu 15’in üzerinde, 45nm ürünü bulunuyor. Çift çekirdekli işlemciler için 400 milyonun, dörtlü çekirdekler için 800 milyonun üzerinde transistöre sahip olan 45nm’lik yeni işlemci ailesi, daha iyi performans ve güç yönetimi yetenekleri için yeni mikro mimari özelliklerini kullanıyor. Daha yüksek çekirdek hızı ve 12 MB’a kadar çıkabilen önbellek de ailenin diğer avantajları arasında. Yeni işlemci ailesinin tasarımları medya ve yüksek performansa ihtiyaç duyan bilgisayar uygulamalarını geliştiren yaklaşık 50 adet yeni Intel SSE4 yönergelerini de beraberinde getiriyor.
Kaynak : 