Intel RibbonFET, prosessorin ja grafiikkasuorittimen transistorien vallankumous

Suurin osa teistä ei varmasti ymmärrä sitä tosiasiaa, että olemme risteyksen partaalla niin pitkälle kuin prosessori ja GPU ovat huolissaan. Marginaalia ei ole paljoa, aikaa ei ole paljon ja jäljellä oleva on loppumassa. Muutos tarvitaan yhtä peruskomponenttiin kuin itse laskennan käsite: transistorissa. Intel on näkemyksensä ongelmasta ja ratkaisu: tämä on Intel RibbonFET.

Intel RibbonFET

Ymmärtääksemme ratkaisun meidän on ensin oltava tietoisia ongelmasta, ymmärrettävä se ja tiedettävä, mitkä rajat merkitsevät meitä, joten tässä tapauksessa aloitamme siitä, transistorien ongelmista tänään. Transistori on pienin sähköinen yksikkö, joka voidaan valmistaa elektroniikkakomponenttia varten, sähköinen elementti sellaisenaan, joka on valmistettu puolijohteista ja tallennettu uskomattoman edistyneillä skannereilla käyttämällä aallonpituutta peileissä.

Se on pohjimmiltaan kytkin, joka on kytketty toisiinsa kymmenien (yleensä sääntönä) erittäin pienikokoisten piikerrosten väliin ja jolla on erittäin selkeä tehtävä: muuttaa sen läpi kulkevaa virran kulkua, antaa periksi tai katkaista sitä. Jokainen leikkaus tai askel edustaa joko nollaa tai ykköstä binäärimuodossa, ja ajan kuluessa on saavutettu sitä, että sitä on parannettu mahdollistaen enemmän nopeutta tilanmuutoksessa, enemmän tai vähemmän energiaa mainitulle muutokselle ja enemmän tai vähemmän tehokkuutta, kun annetaan nykyinen passi.

Olemme lähestymässä transistoriteknologian äärimmäistä tasoa

Kuten olemme jo ajatellut, jokaisella transistorilla on sarja malleja, jotka vaihtelevat valmistajan mukaan. Intelillä on visionsa, TSMC:llä sama ja Samsung enemmän samoja, joten vaikka kaikki on enemmän tai vähemmän kopioitu ennakkoon, toteutus ja parannukset ovat erilaisia.

Vuosikymmen sitten Intel esitteli FinFET-transistorin, jonka kaikki valmistajat ovat valinneet, mutta suunnittelu on tulossa loppumaan useista syistä. Tämän tyyppisellä transistoreilla meillä oli joustava rakenne, joka oli sama, normaalisti leveä, jossa useat portit ylittivät sen, jolloin valmistajat pystyivät paremmin hallitsemaan energianhallintaa, hitsausta ja rakennusmateriaaleja sekä jatkamaan sen koon pienentämistä nanometreinä.

Suurin ongelmamme on yksinkertainen: sen kokoa ei voi pienentää paljon, koska meillä on rajallinen pituussuuntainen tila ja jokaisen transistorin portit eivät voi enää liittyä ilman elektronien menetystä. Tähän on lisättävä, että niiden välinen etäisyys on niin pieni, että hitsaukseen ja yhteenliittämiseen tarvitaan valtavan kalliita uusia materiaaleja ja seoksia, joista osa on vielä kokeellisia, jotka takaavat energian kulun eivätkä nosta hintaa.

Mikä on ratkaisu? Uuden tyyppinen transistori, jonka avulla ei vain useampi kerros voi ohjata virtaa, parantaa ohjausta, hitsausta ja tehokkuutta, vaan myös vähentää transistorien etäisyyttä Angströmiin (molekyyli- ja atomimittayksikkö).

RibbonFET, Intelin ratkaisu litografian uudelle rajalle

Jos et voi jatkaa tilan pienentämistä ja kaikkien parametrien hallintaa ilman kustannuksia, jää vain tutkia uusi polku. Tämä uusi polku transistorin uuden arkkitehtuurin muodossa on nimeltään GAA tai tunnetaan myös nimellä Gate-All-Around. Tästä käsite on jaettu kolmeen osaan tai jopa neljään (se ei ole täysin selvää):

  • TSMC GAAFET .
  • Samsung MBCFET .
  • Intel Nauha FET .
  • Global Foundries on huhujen keskellä, mutta ei mitään konkreettista.

Mitä täällä tapahtuu? No, kuten tapahtui FinFETin kanssa, GAA: lla on useita muunnelmia, jotka kaikki perustuvat samaan transistorikonseptiin. Puhuimme jo Samsung MBCFET:stä, GAAFETia ei ole vielä paljastettu sellaisenaan, vaikka se saapuukin yrityksen 2 nm:n kanssa, joten Intelin arkkitehtuuripäivässä 2021 esitellyn ja muutamien yksityiskohtien paljastamisen jälkeen aiomme tietää vedon. jättiläisensininen: RibbonFET.

Intel-nanoribbon-transistori

Konsepti on yksinkertainen, mutta vaikea toteuttaa. Ne käyttävät joustavan leveyden transistorin, jota pienennetään jokaisella litografisella hyppyllä ja joka mahdollistaa useiden kerrosten, joita teollisuus nykyään kutsuu nanolevyiksi, kuiviksi levyiksi tai rivoiksi, kytkemisen pystysuoraan transistorin päälle vaakasuuntaisen sijasta. Mitä saavutetaan? No, ensinnäkin, pienennä huomattavasti transistorin leveyttä, salli enemmän nanoarkkeja pienemmälle pinnalle ja ennen kaikkea yksi portti, joka ohjaa koko solun energiaa.

Sähköstatiikka on parantunut valtavasti, kuten Intel osoitti virallisessa esittelyssään, jossa meidän tarvitsee nähdä vain Pitch Gaten ja Gate Stackin koot. Se lähtee 6 nm x 50 nm - 12 nm x 7 nm ja enemmän ohjausta nanolevyjä ja paremmin juotettu.

Muuttuva nanoarkkirakenne transistorin tarpeiden mukaan

Intel-prosessi-teknologia-innovaatiot-aikajana-infografiikka-nanometros-20a

Ilmeisesti ja kuten olemme nähneet useissa asiakirjoissa sen jälkeen, kun Intel puhui tästä uudesta transistorista, näyttää siltä, ​​​​että sininen jättiläinen voi kerätä vaihtelevan määrän nanoarkkeja transistoria kohti.

Tämä yksityiskohta on tärkeä, koska Intelin siirtyessä litografiaan parempiin EUV-skannereihin se pystyy joko säilyttämään saman numeron tai poistamaan ne, joita se tarvitsee optimoidakseen jokaisen portin. Asiakirjat näyttävät 2:sta 5:een, mutta viimeisessä tietolomakkeessa pyöreä luku näyttää olevan 4. Useammat rivat/nanoarkit vaativat enemmän vaiheita transistorin luomiseen, joten se nostaa jokaisen sirun hintaa, joten mahdollisesti Intel aloittaa numerolla Niiden avulla, kunnes olet parantanut kaiverrus- ja tuotannonohjausta, materiaaleja ja hitsejä, joiden avulla voit poistaa useita määrättyjä nanoarkkeja ja vähentää kustannuksia vaarantamatta transistorien vakautta, nopeutta tai tehokkuutta.

Tämä riippuu loogisesti portin korkeudesta ja sen mukana siihen asennettavien levyjen määrästä, koska nyt sen sijaan, että niitä ympäröi kolme paikkaa, kuten FinFETissä tapahtui, jokainen pää on kokonaan portin ympäröimä, mikä tarkoittaa yhtä puoli on optimaalinen, mutta toinen vaikeuttaa arkkien välisen korkeuden pienentämistä.

Milloin Intel RibbonFET otetaan käyttöön siruissaan? Yrityksen itsensä mukaan vuonna 2024, varmasti saman vuoden loppuun mennessä, jos kaikki sujuu hyvin, vaikka jos sujuisi sujuvasti, voisimme nähdä sen saman vuoden puolivälissä. Joka tapauksessa sen 20A litografinen prosessi sisältää sen ja kilpailee sen kanssa TSMC:n GAAFET ja Samsungin MBCFET . Intel on niin luottavainen, että se vaikuttaa asiaan, että se on jo ilmoittanut johtavansa puolijohdeteollisuuteen ja sen teknologiaan jälleen vuonna 2025 – epäilemättä aieilmoitus.