从10μm到45nm!英特尔CPU工艺发展史

互联网 | 编辑: 杨雪姣 2007-11-13 10:45:00转载 一键看全文

自1947年晶体管发明迄今,科技进步的速度惊人,催生了功能更为先进强大,又能兼顾成本效益和耗电量的产品。虽然科技进展迅速,但晶体管产生的废热和漏电,仍是缩小设计及延续摩尔定律 (Moore ' s Law) 的最大障碍,因此业界必须以新材料取代过去40年来制作晶体管的材料。

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● 奔腾深入人心—350nm过渡250nm时期

1995年后,半导体行业已普遍采用0.35微米(350nm)工艺进行主流芯片的生产。从Pentium 133开始,Intel也开始采用0.35微米制程,新工艺的应用使得芯片的尺寸不断缩小,集成度不断提高,功耗降低,性能也相应提高了。

采用0.35微米工艺的产品还有Intel的Pentium MMX、Pentium Pro和早期Pentium Ⅱ(Klamath核心)及赛扬(Covington核心)等产品。

0.35微米工艺的经典产品:Pentium MMX

Pentium MMX(多能奔腾,P55C)是最典型的产品,它是第一个拥有MMX(Multi Media Extensions,多媒体扩展指令集,是Intel于1996年发明的一项多媒体指令增强技术,包括57条多媒体指令)技术的处理器,拥有16KB数据L1 Cache,16KB指令L1 Cache,具备450万个晶体管,功耗17W。在0.35微米工艺的帮助下,工作频率突破了200MHz。

那么,随着CPU性能及频率的增加,原有的制造工艺已无法满足要求。因此,0.25微米工艺便应运而生。与0.35微米工艺相比,使用0.25微米制程可使处理器的运算速度提升一倍以上,且工作电压更低,功耗更少。同时,芯片的封装面积更小、成本更低、功能也更强。

采用0.25微米工艺的Intel处理器主要有Pentium Ⅱ(Deschutes核心)、Pentium Ⅲ(Katmai、Confidential核心)及赛扬(Mendicino核心)等。

老PIII的照片

新封装的PIII照片

最具代表性的产品当数Katmai及Confidential核心的Pentium Ⅲ,采用0.25微米制造工艺,集成900万个晶体管,支持包含70条新指令的SSE指令集,早期版本采用Slot 1接口。其中Katmai核心的产品运行在100MHz外频下,主频为450MHz、500MHz、550MHz。这时的CPU外型有些现在最新CPU的雏形。

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