La principale caractéristique du Core 2 Extreme QX9650 est qu’il s’agit du premier processeur de bureau d’Intel à utiliser un processus de production de 45 nm. La génération précédente de processeurs de bureau de la société utilisait un processus de 65 nm. Mais pourquoi ce changement est-il si important et que signifie-t-il pour le secteur des processeurs??

Mourir rétrécir un autre jour

Les progrès de la fabrication CMOS retracent l’histoire des processeurs autant que les conceptions des processeurs eux-mêmes. Chaque réduction de la taille des transistors microscopiques, qui constituent la CPU, signifie qu'il est possible d'en installer davantage dans le même espace, avec un certain nombre d'implications..

Au niveau le plus élémentaire, vous ne pourriez même pas concevoir les processeurs actuels avec les technologies de process d'il y a quelques années à peine: elles seraient immensément gigantesques. Le 386 n'avait que 275 000 transistors. Le Core 2 Extreme QX9650 d’Intel en compte environ 800 millions, soit près de 3 000 fois plus. Utilisation des 386 1µm processus de production, le QX9650 serait d'environ un pied carré!

Les besoins en énergie sont un autre problème. Les transistors plus petits consomment moins de watts pour le cycle, ce qui signifie que vous pouvez en avoir pratiquement plus qu'avec une technologie de processus plus grande.

Si vous composiez assez de transistors pour un QX9650 avec 386, ils consommeraient environ 3 000 W - mais un PC Core 2 Extreme QX9650 complet, avec d'autres composants, ne nécessite qu'un peu plus de 200 W sous pleine charge..

Pourquoi plus petit, c'est mieux

Une consommation d'énergie plus faible a un autre effet secondaire pratique. Si vos transistors consomment moins de watts, ils ne seront pas aussi chauds. Vous pouvez donc les utiliser à une fréquence plus élevée sans les épuiser, ni surcharger les circuits d’alimentation de la carte mère qu’ils utilisent..

Il y a d'autres facteurs à considérer, mais chaque nouvelle technologie de processus signifie presque toujours un plafond plus élevé sur les fréquences d'horloge.

Le dernier avantage, mais non le moindre, des transistors plus petits survient lorsque vous maintenez la conception de base du processeur. Dans ce cas, le processeur lui-même devient plus petit, ce qu’on appelle un «retrait de matrice». Étant donné que le système de fabrication utilise une tranche de semi-conducteur de taille standard - actuellement, la plus grande est de 300 mm - vous pouvez en insérer davantage sur chacune d'entre elles..

Le coût de production des plaquettes est le même, de sorte que chaque processeur devient moins coûteux à fabriquer. Par exemple, un processeur de 45 nm occupe la moitié de la surface d’un processeur de 65 nm de même conception. Donc, passer à 45 nm réduit de moitié le coût de fabrication - bien que vous deviez également prendre en compte le prix de développement du nouveau procédé et de la construction d'une usine capable de le réaliser. Cela peut être très coûteux.

L'avantage du 45nm

Donc, il semblerait que plus petit soit toujours mieux pour les semi-conducteurs, ce qui vous amène à vous demander pourquoi de telles miniaturisations ne se produisent pas plus rapidement. Cependant, il y a toujours des difficultés à surmonter pour permettre chaque réduction de la taille du transistor. Celles-ci incluent la capacité parasite, où des parties du circuit intégré miniature gardent leur charge quand elles ne devraient pas, les fuites de courant et le verrouillage.

Les dernières solutions ont été un problème particulier avec les réductions de processus récentes, car les écarts entre les fils minuscules sont si petits qu'il devient de plus en plus difficile d'empêcher le courant de circuler là où il n'est pas destiné..

AMD et IBM utilisent la technologie SOI (Silicon on Insulator) pour lutter contre cela et permettre leur descente à 65 nm.

Le défi du 45nm

Avec le passage d'Intel de 65 nm à 45 nm, toutefois, la société continue d'utiliser la technologie CMOS en vrac plus ancienne, mais avec l'ajout des technologies diélectriques High-K et des portes métalliques..

Traditionnellement, le dioxyde de silicium a été utilisé comme diélectrique dans les transistors minuscules, mais il est sujet aux fuites aux échelles de fabrication actuellement utilisées. Les matériaux alternatifs avec une constante diélectrique élevée (High-K) empêchent cela.

Au contraire, les portes métalliques prennent les parties du processeur destinées à être conductrices dans la direction opposée. Auparavant, le polysilicium moins conducteur était utilisé pour les circuits, car il facilite la fabrication. Le métal, en revanche, a une résistance électrique presque nulle.

Ces deux technologies ont permis à Intel de prendre la tête des technologies de processus actuelles. Cela lui donne un avantage concurrentiel sur la consommation d'énergie, les vitesses d'horloge du processeur et l'économie de fabrication. La conception de votre architecture de puce dans le secteur des processeurs n'est pas tout..