自从1947年晶体管问世以来,晶体管技术飞速发展,为开发更强大、成本效益更好、能效更高的芯片产品铺平了道路,传统的晶体管架构(2-D 平面结构)已经在微电子学使用了将近35年:经典的晶体管包括1个可以控制的电极和在它下面的电流顺序通过的另外两个电极。就这样,晶体管架构呈现出一种二维的状态。后来,Intel研发新工艺制程和新晶体管架构时发现了2-D的瓶颈,于是决定多管齐下全方向减小栅极的漏电、降低处理器功耗,提高处理器性能。
Intel 3-D三栅极晶体管
科学家研发出来3-D结构时非常兴奋,相对于2-D平面栅极结构晶体管来说,三栅极晶体管是根据栅极具有三面而命名的。平面栅极变成了立体栅极,从能耗的角度来看,22纳米晶体管可以在1秒内开关1000亿次,Intel的3-D三栅极晶体管对比2-D平面栅极晶体管,前者可以使芯片能够在更低的电压下运行,同时减少漏电量。
3-D三栅极晶体管,代表了晶体管技术本质上的转变,晶体管通道增加到第三维度,电流是从通道的三面来控制的,而不像传统平面晶体管,只从顶部控制。就像摩天大楼通过向天空发展而使得最大限度地利用城市空间,3-D三栅极晶体管结构同样提供了一种提高晶体管密度的创新方法。其结果是能更好的控制晶体管的开关、最大程度有效利用晶体管开启状态时的电流(实现最佳性能),并在关闭状态时最大程度减少电流(降低漏电)。
与之前的平面晶体管相比,22纳米的3-D三栅极晶体管将提供前所未有的高性能和能效。与之前的32纳米平面晶体管相比,22纳米3-D三栅极晶体管在低电压下将性能提高了37%,并且只需要消耗不到一半的电量,就能达到与32纳米芯片中二维平面晶体管一样的性能。
除此之外,第三代智能英特尔酷睿处理器还带来了很多新的改变,如支持原生USB3.0标准,Configurable TDP技术,支持DX11显示性能更强大的新一代核芯显卡HD4000系列,配套芯片组方面,Ivy Bridge处理器将搭配新一代Panther Point 7系列。
在22nm制程工艺以及3D晶体管是第三代智能英特尔酷睿处理器最大的变化,今年的超极本、一体台式机都属于创新之作,但同时在应用上,对3D游戏、高清视频和多媒体社交上对运算性能提出了更高的要求,而之所以反复提到3-D晶体管技术的革命性作用,是因为其不仅仅在消费电子领域得到广泛应用,对于一些家电、航空、医疗等传统行业也可以给予强大的技术支持。
近期,中关村在线将对代号Ivy Bridge智能英特尔酷睿第三代处理器笔记本产品进行评测,22纳米和3-D晶体管技术对即将到来的新产品会有哪些影响?我们的生活又会带来哪些改变?让我们拭目以待吧。
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