22纳米与3D晶体管技术解读
研发代号为Ivy Bridge的第三代智能英特尔酷睿处理器的发布具有里程碑式的意义,CPU业界由此正式开启22nm时代的大门,晶体管技术也从传统的二维平面技术正式过渡到全新的3-D三栅极晶体管技术(简称3D晶体管技术)。22nm制程与3D晶体管是Ivy Bridge架构处理器两个最大的革新,接下来我们将针对这两项核心技术进行解读。
第三代智能英特尔酷睿处理器的出现开创了“两个第一”——它是业界第一个实现了22纳米工艺的量产处理器,也是业界第一次采用创新的3D晶体管技术(3-D Tri-Gate)的处理器。
全新22nm制程工艺可以在大量增加晶体管的同时有效得控制芯片的体积,同时在低电压下可将性能提高37%。一个句号上就可以容纳超过600万个22纳米晶体管,是不是很惊人呢?更重要的是采用了革命性的3-D三栅极晶体管技术,从而使得处理器晶体管数量达到十四亿!
3D晶体管技术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,3D晶体管技术同样提供了一种提高晶体管密度的创新方法。
3D晶体管技术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,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。
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