El mayor titular sobre el Core 2 Extreme QX9650 es que es el primer procesador de escritorio de Intel que utiliza un proceso de producción de 45 nm. La generación anterior de CPU de escritorio de la compañía se produjo mediante un proceso de 65 nm. Pero, ¿por qué es tan importante este cambio y qué significa para la empresa procesadora??

Muere encoge otro dia

Los avances en la fabricación de CMOS trazan la historia de las CPU tanto como los diseños de los procesadores mismos. Cada reducción en el tamaño de los transistores microscópicos, que conforman la CPU, significa que se pueden instalar más en el mismo espacio, con una serie de implicaciones..

En el nivel más básico, ni siquiera podría hacer los diseños de procesadores de hoy en día con las tecnologías de proceso de hace unos años: serían inmensamente masivos. El 386 tenía solo 275,000 transistores. El Core 2 Extreme QX9650 de Intel tiene alrededor de 800 millones, casi 3.000 veces más. Usando los 386's 1µm proceso de producción, el QX9650 sería de aproximadamente un pie cuadrado!

Los requisitos de energía son otro problema. Los transistores más pequeños consumen menos vatios para el ciclo, lo que de nuevo significa que prácticamente puede tener más de ellos que con una tecnología de proceso más grande.

Si fabricó suficientes transistores para un QX9650 con 386s, consumirían alrededor de 3000W; sin embargo, una PC Core 2 Extreme QX9650 completa, incluidos otros componentes, solo requiere un poco más de 200W bajo carga completa.

Por qué más pequeño es mejor

Un menor consumo de energía tiene otro efecto secundario útil. Si sus transistores consumen menos vatios, no se calentarán tanto. Por lo tanto, puede ejecutarlos a una frecuencia más alta sin apagarlos, o sobrecargar los circuitos de fuente de alimentación de la placa base que utilizan..

Hay otros factores a considerar, pero cada nueva tecnología de proceso casi siempre significa un techo más alto en las frecuencias de reloj.

El último, pero lejos del beneficio mínimo de los transistores más pequeños, se produce cuando se mantiene el diseño básico de la CPU. En este caso, el procesador en sí se vuelve más pequeño, lo que se conoce como "reducción de troquel". Dado que el sistema de fabricación utiliza una oblea semiconductora de tamaño estándar, actualmente 300 mm es la más grande, puede colocar más en cada una.

El costo de producción de la oblea es el mismo, por lo que cada procesador se vuelve más barato de fabricar. Por ejemplo, un procesador de 45 nm ocupa la mitad del área de un procesador de 65 nm con el mismo diseño. Por lo tanto, pasar a 45 nm reduce a la mitad el costo de fabricación, aunque también debe tener en cuenta el precio del desarrollo del nuevo proceso y la construcción de la fábrica capaz de realizarlo. Esto puede ser muy caro por cierto.

La ventaja de 45 nm.

Por lo tanto, parece que más pequeño siempre es mejor para los semiconductores, lo que hace que te preguntes por qué estas miniaturizaciones no se producen más rápidamente. Sin embargo, siempre hay dificultades que deben superarse para permitir cada reducción en el tamaño del transistor. Estos incluyen capacitancia parásita, donde partes del circuito integrado en miniatura mantienen su carga cuando no deberían, fuga de corriente y latchup.

Los dos últimos han sido un problema particular con las reducciones de procesos recientes, ya que los espacios entre los pequeños cables son tan pequeños que se está volviendo cada vez más difícil evitar que la corriente fluya donde no está destinada a hacerlo..

AMD e IBM han estado usando la tecnología Silicon on Insulator (SOI) para combatir esto y permitir sus movimientos hasta 65nm.

El desafío de 45nm.

Sin embargo, con el cambio de Intel de 65nm a 45nm, la compañía continúa utilizando la tecnología CMOS masiva más antigua, pero con la adición de dieléctricos High-K y tecnologías de compuertas metálicas.

Tradicionalmente, el dióxido de silicio se ha utilizado como dieléctrico en los pequeños transistores, pero es propenso a fugas en las escalas de fabricación que ahora se utilizan. Los materiales alternativos con una constante dieléctrica alta (High-K) evitan esto.

En contraste, las compuertas metálicas toman las partes del procesador que se pretende que sean conductoras en la dirección opuesta. Anteriormente, se ha utilizado polisilicio menos conductor para los circuitos, porque facilita la fabricación. El metal, en cambio, tiene una resistencia eléctrica casi nula..

Estas dos tecnologías han permitido a Intel tomar el liderazgo actual en tecnología de procesos. Esto le da una ventaja competitiva en el consumo de energía, las velocidades de reloj del procesador y la economía de fabricación. No se trata de cómo diseñas la arquitectura de tu chip en el negocio de los procesadores..