一位分析家是这样评价Apple公司的:“苹果在电脑领域的影响力远远超过它所占有的市场份额,苹果的梦幻设计始终都是PC工业竞相追赶的对象!”但作为Apple却相当清楚自己的弱项,为了使自己成为Wintel阵营的对抗先锋,Apple发布了一款全新的处理器,这就是本文的主角。
G5处理器生产工艺
一款优秀的处理器没有先进的生产工艺配合是不行的,而PowerPC970在这方面的根本不用担忧,因为IBM公司有着一整套先进的技术力求打造出完美的PowerPC970。PowerPC970采用了0.13微米的生产工艺,虽然与Intel的下一代产品Prescott所采用的0.09微米的生产工艺相比会显的落后一些,但是IBM在其上使用了另两项先进技术给予弥补——绝缘体上硅晶(Silicon On Insulator,缩写为SOI)和9层铜互连技术。
在了解SOI技术之前,我们有必要了解一下晶体管的作用。我们可以把晶体管比喻成为一个开关,它控制着电流的流通。但是事实上,它并不能完全独立的起到开关的作用,所以出现了很多的相关技术,以完成这样的任务。SOI技术充当的就是一个“开关”的角色。其原理便是在诸如以氧化硅或玻璃构成的绝缘层上,放置一个薄薄的硅层。晶体管就建构在这个薄薄的 SOI 层上,以降低开关的电容。由于电容量降低,所以晶体管开关的操作速度可以比大量制造技术所生产的芯片快20-35%。SOI的优越性并不仅仅体现在这一点上,不然Intel也不会计划在2005年中的0.65微米中使用以保证处理器更好的性能。
晶体管为黄色,SOI为蓝色,铜质导线为灰色,氮化物为棕色和氧化物为绿色
随着生产技术的发展,晶体管的体积也越来越小,所以要将其连接起来就更为困难。在过去的生产中以铝作为接线连结晶体管的材料。但随着晶体管体积逐渐缩小,需要更细、更薄的连接线,而铝的高电阻位特征对于这样的要求显得越来越力不从心了。而且在如此小的规格中,高电阻的铝容易造成电子“跳线”,导致附近的晶体管产生错误的开关状态。也就是说,铝质导线更无法预测突发故障、稳定性也更差。而使用铜连接便可以解决这样的问题。层数越多的铜互连技术意味着可以集成更多的晶体管和提升处理器良品率等好处。PowerPC970采用9层铜互连技术,要知道Intel的下一代CPU Prescott也仅仅采用了7层铜互连技术。
PowerPC970 9层铜互连技术(左)和Prescott 7层铜互连技术(右)

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