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Intel Tri-Gate: parte la produzione del transistor 3D da 22nm

Intel Tri-Gate transistor 3D

Intel ha recentemente annunciato un significativo passo avanti destinato ad incidere profondamente nell'innovazione e nella storia dei microprocessori: il primo transistor 3D al mondo, il Tri-Gate, verrà prodotto su larga scala in tecnologia da 22nm.

La nuova tecnologia messa a punto da Intel è caratterizzata da una combinazione senza precedenti tra miglioramento significativo delle prestazioni e riduzione sensibile degli assorbimenti, con applicazioni che spaziano dal più piccolo dispositivo portatile fino ai più potenti server cloud. La transizione verso la nuova tecnologia da 22nm permetterà di mantenere anche in futuro il trend di continuo avanzamento e progresso tecnologico, rendendo valida ancora per molti anni la legge di Moore.

La legge di Moore esprime una previsione sugli sviluppi della tecnologia al silicio, e dice che approssimativamente ogni 2 anni la densità di fabbricazione dei transistor raddoppia, migliorando le prestazioni e diminuendo i costi. Questa legge è di fatto stata assunta dall'industria dei semiconduttori come modello di business da più di 40 anni (ricordiamo che Gordon Moore è tra i fondatori della Intel stessa). Il primo dispositivo che andrà in produzione con la nuova tecnologia Intel Tri-Gate sarà un microprocessore (nome in codice "Ivy Bridge"), il primo chip prodotto su larga scala che utilizzerà i transistor Tri-Gate 3D.

Per la prima volta quindi da quel lontano 1947, quando nei laboratori Bell Labs venne realizzato, e reso operativo, il primo transistor, verrà prodotto su larga scala un transistor con una struttura in 3 dimensioni. Il transistor tri-dimensionale rappresenta un radicale cambiamento rispetto alla struttura tradizionale dei transistor planari (bi-dimensionale), la tecnologia che ha permesso la realizzazione di computer, cellulari, elettronica di consumo, automazione a vari livelli, ecc. La tecnologia Tri-Gate da 22nm permette infatti ai transistor di funzionare ad una tensione inferiore e con una perdita minore, con un incremento di prestazioni fino al 37% ed un consumo fino al 50% inferiore rispetto alla tecnologia da 32nm. La nuova tecnologia era stata già annunciata da Intel nel 2002, ma solo ora, dopo anni di ricerca e sviluppo, si è pronti a mandarla in produzione.

I transistor convenzionali utilizzano un elettrodo metallico, chiamato gate, per controllare il flusso di elettroni attraverso un canale planare realizzato nel substrato di silicio. Quando la corrente applicata al gate è sufficentemente elevata, gli elettroni possono scorrere nel canale tra gli elettrodi di source e di drain.

Anche la nuova tecnologia Tri-Gate si basa su questi concetti, con la differenza che il canale, anzichè essere "piatto", viene realizzato tramite un aletta (una "pinna") di silicio circondata sui tre lati dal gate. In questo modo si riesce a massimizzare il flusso di corrente quando il transistor si trova in conduzione (stato "on"), e a ridurlo quasi a zero quando invece si trova in interdizione (stato "off"). Questo aspetto è molto importante. Con la tecnologia tradizionale, se si riducono sempre più le dimensioni del transistor, nasce un problema chiamato "leakage": nello stato di interdizione avviene cioè che una piccola quantità di corrente riesce comunque a scorrere attraverso il transistor e questo fatto può comportare l'insorgenza di errori e perdite di potenza. La nuova tecnologia riduce drasticamente questo effetto, come mostrato nell'immagine seguente:

Se poi si connettono più "pinne" sullo stesso transistor, si permette allo stesso di pilotare una corrente maggiore per applicazioni ad elevate prestazioni. I due principali vantaggi che derivano da questa soluzione sono un incremento significativo della velocità di commutazione tra i due stati on ed off, ed un incremento della densità di integrazione (i transistor possono essere "impacchettati" uno vicino all'altro). Il primo processore realizzato in tecnologia a 22nm, l'Ivy Bridge, servirà ad equipaggiare computer portatili, server, e desktop. Successivamente, la nuova tecnologia verrà integrata con le linee Intel per i dispositivi mobili e apparecchiature portatili (l'attuale serie Atom).

Le prossime due immagini di Intel mettono invece a confronto un transistor realizzato in tecnologia tradizionale a 32nm (a sinistra) con uno Tri-Gate da 22nm (a destra). Relativamente alla seconda immagine, le "pinne" corrispondono alle linee disposte orizzontalmente (quelle verticali, più grosse, corrispondono invece ai gate). Nel nuovo transistor, i gate si intersecano con le "pinne" che si innalzano dal substrato ed interagiscono con il gate stesso su 3 lati, una forma che riduce drasticamente il fenomeno del leakage.

Guardate anche questo video relativo alla tecnologia Tri-Gate da 22nm:

Visita lo spazio dedicato a Intel su Farnell

 

 

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ritratto di francescow

Fantastico!! :D

Fantastico!! :D

ritratto di Antoniof

ERRATA: "Quando la corrente

ERRATA:
"Quando la corrente applicata al gate è sufficentemente elevata, gli elettroni possono scorrere nel canale tra gli elettrodi di source e di drain"

CORRIGE:
"Quando la TENSIONE applicata al gate è sufficentemente elevata, gli elettroni possono scorrere nel canale tra gli elettrodi di source e di drain"

 

 

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