Intel Core i7 – 3770K Ivy Bridge

Novi proizvodni proces

Da li se sećate Murovog zakona? Ovaj fenomen opisan je odavno od strane jednog od osnivača Intel korporacije, Gordona E. Moore-a. Ovaj zakon kaže da se broj tranzistora na čipovima uvećava dvostruko, svakih otprilike dve godine. Najnoviji Intelov proizvodni proces, 22nm 3D Tri-Gate bi trebalo da donese 50% smanjenja potrošnje pri konstantnom opterećenju i 37% povećanja performansi pri niskim naponima.

U pitanju je Fin-fet proizvodni proces, čije ime predstavlja u bukvalnom smislu reči oblik kanala tranzistora. Intelov najnoviji 22 nm proizvodni proces nosi kodni naziv P1270. Na slikama je predstavljen tradicionalni planarni i tri-gate tranzistor, gde se jasno vidi položaj „gejta“ u odnosu na „kanal“.

Šta je 22nm – šta to znači za običnog korisnika koji želi da sebi priušti novi procesor? Jedan nanometar (nm) je milijarditi deo metra. U industriji poluprovodnika ova jedinica se koristi da se opiše talasna dužina vidljive svetlosti. Ipak, vidljivi spektar ima daleko veću talasnu dužinu, nekih 800 nm, pa se obični alati za litografiju odavno ne koriste za izradu čipova, tačnije nekih 23 godine.

Šta predstavlja 3D tranzistor i koja je razlika u odnosu na dosadašnje tehnologije? Ovo je često pitanje koje zanima većinu iole upućenijih laika u IT dešavanja. Da ne bismo previše „tupili“ sa suvoparnim tehnikalijama i matematikom vezanom za proračune tranzistora, pokušaćemo na što jednostavniji način da objasnimo šta ovo predstavlja. 3D tranzistor „obuhvata“ kanal između SOURCE-a i DRAIN-a sa TRI STRANE. To znači da ukoliko propustite električni signal kroz GATE, uticaj elektrona na kanal će biti daleko efikasniji nego sa planarnim tranzistorom, gde se GATE nalazi samo sa gornje strane tranzistorskog kanala.

Jasno je iz ovoga da je potrebno daleko manje napona da bi se uticalo na promenu logičke vrednosti tranzistora iz nule u jedinicu. Rezultat ovoga trebalo bi da bude značajno smanjenje toplotne transmisije i naravno potrošnje u globalu.

Intel tvrdi da ovakva trodimenzionalna struktura značajno smanjuje „curenje“ kada je tranzistor u stanju logičke nule. Da razjasnimo neke stvari: Kako ovo radi? U stanju logičke nule napon postoji na SOURCE-u, ali na DRAIN-u postoji samo parazitska struja, tj. nešto malo napona koji „probija“ kroz p ili n „kanal“. Kada tranzistor prelazi u stanje logičke jedinice tada se na GATE dovodi napon i „kanal“ se obogaćuje elektronima, tako da struja prolazi od SOURCE-a ka DRAIN-u. Problem kod tranzistora je kolika je brzina prelaska iz jednog stanja u drugo i kolika je parazitska struja koja u stanju logičke nule prolazi ka DRAIN-u, tj. koliki je “threshold” tranzistora. Ovo su sve stvari koje utiču na performanse i potrošnju i problematika koja muči proizvođače poluprovodnika već više od 40 godina. Konkretno, Intelov 22nm Tri-Gate donosi na uz iste performanse daleko manje „curenja“ elektrona, a pri istom nivou curenja donosi daleko niži prag prelaska iz jednog u drugo stanje, odnosno daleko niži „threshold“.

Intel je ovim pristupom predvideo 18-37% veće performanse pri istim naponima u odnosu na 32nm planarni dizajn. To se donekle i poklapa sa testiranjem koje smo izvršili.

Zaista, Ivy Bridge se bolje ponaša pri nižim naponima i postiže veće frekvencije od Sandy Bridge-a na deklarisanom naponu. Ipak, ta razlika nije velika u samoj praksi, ali ipak postoji.

Sledeće stavke kojoj ćemo posvetiti pažnju su „Turbo“ i „Power Saving“ tehnologije, koje je Intel implementirao u Ivy Bridge procesore.