Intel詳談45nm：原生四核再等下一代[圖]

http://www.enorth.com.cn　 2007-01-30 09:13

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　　Intel最近披露了有關45nm工藝“Penryn”雙核心、四核心處理器的大量細節資料，並證實了一個令人吃驚的傳言：今年第三季度的“Yorkfield”也不是原生四核心，而要等到2008年下半年的再下一代“Nehalem”。

　　整整一年前，Intel成功制出了45nm工藝的SRAM芯片，完成了新工藝進程中的原型平臺；今年初，45nm Penryn的原型又成功運行了Windows XP、Windows Vista、Mac OS X、Linux等操作系統，顯示了其成熟性。

　　Penryn並非全新架構的產物，而是現有Core架構的工藝改進版，大體上區別不大，只是進行了一些技術增強，比如更大容量的二級緩存、更高的主頻、更好的散熱、完整的SSE4指令集、先進的high-k工藝等等。在接口上，LGA775繼續沿用，現有主板基本只需BIOS即可。

　　在晶體管數量上，65nm雙核心Conroe/Merom/Woodcrest擁有2.93億個，45nm雙核心Penryn則提高到4.1億個，其中四核心版本更是翻番到8.2億個。雖然這只是現在Montecito雙核心Itanium 2的大約一半(後者17億個)，但相當於2000年180nm工藝Willamette核心Pentium 4的20倍(後者4200萬個)。

　　Penryn的芯片尺寸和二級緩存容量還沒有確切的數字，但據悉前者會從143平方毫米縮減到110平方毫米左右，後者則從4MB增至6MB。

　　不過，Intel不會急於跟進AMD的單die、單芯片“原生四核心”，代號Yorkfield的四核心Penryn仍舊會是雙die、多芯片封裝，而不像此前披露的那樣。Intel的代表解釋說，Intel認為現有的多芯片Kentsfield和Clovertown四核心很成功，生產良率也有保障，而且有充足的選擇餘地，因此沒有必要立刻轉到單芯片。所謂“真四核”要等到再下一代的Mehalem架構，也就是Penryn的繼承者，全新的45nm架構，2008年下半年登場。

　　雖然沒有了原生四核心，但Penryn也有值得關注的地方，其中最重要的莫過於“high-k”工藝，也就是用更高介電常數的金屬柵極取代傳統的低介電常數(low-k)的二氧化硅柵極，從而大大解決漏電問題。據稱，與同頻率的65nm工藝相比，45nm high-k可將晶體管轉換速度(頻率)提高20％，同時轉換能耗減少30％，並將漏電降至1/5。

　　Penryn時代的功耗仍會維持在35W左右，所以主頻會有不小的提高。Intel沒有給出確切的頻率，但有關工程師指出高端桌面會超過3.3GHz，筆記本則會不低於2.5GHz，而理論上的工作速度會更高。

　　Intel沒有詳細解釋high-k工藝所用的材料，只是表示high-k柵極基於“鉿”元素，金屬柵極的兩種元素則拒絕透露。Intel高級研究員Mark Bohr稱：“可能的組合有上百種，能完成這種組合是一個重大的成就。”Intel還放出豪言，其他半導體企業要達到他們這種水平，得等到32nm工藝時代甚至更晚。

　　今年下半年，美國俄勒岡州Hillsboro的D1D工廠會率先投入45nm Penryn的生產，亞利桑那州Chandler的Fab 32在數周內跟進，然後是投資40多億美元的以色列耶路撒冷的Fab 28。

45nm Penryn的第一張官方晶圓結構圖

high-k工藝示意圖

45nm晶體管示意圖
從上到下：低電阻層、金屬柵極(包含兩種不同的材料)、high-k氧化層、硅通道

工藝進程

工藝進程

三座45nm工廠

編輯：趙國棟

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