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长征!CPU技术进入发展快车道
[文章导读]
CPU发展到目前阶段已经不仅仅是追求性能,更好的稳定性、更强的多任务处理能力、更低的功耗以及更加完善的安全性才是全面发展之道……
[文章信息]
作者:阿亮
时间:2005-05-23
出处:现代计算机
责编:八戒
[正文]

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  Toledo处理器的两个内核分别具有1MB二级缓存,采用90纳米工艺制造,内建2.05亿个晶体管。为了进一步改善性能,Toledo所集成的两个内核共享HyperTransport连接以及双通道128bit DDR内存控制器。更为重要的是,Toledo可以运行于现有的Socket 939架构上,并保持与目前单内核Athlon 64相同的功率110W。用户只需更升级BIOS就可以使用该款处理器。这才是真正令广大用户欢呼雀跃的事情。与Intel相比,AMD显然更加“照顾”老用户,这样才深得人心。

二、65纳米制作工艺

  制作工艺对于CPU的重要性不言而喻,无论是提高主频还是集成更多的缓存或者改进新的核心,这些都需要更为强大的制作工艺作为支撑。一代又一代的微处理器发展史几乎可以看作是制作工艺的发展史。进入90纳米时代之后,发展的脚步开始放缓,而如今65纳米制作工艺终于浮出水面。

1、何谓65纳米制作工艺

  我们通常所说的CPU纳米制作工艺并非加工生产线,它指的是一种工艺尺寸,代表在一块硅晶圆片上集成的数以万计的晶体管之间的连线宽度。按技术术语来说,也就是指芯片上的最基本功能单元—门电路和门电路间连线的宽度。以90纳米制造工艺为例,此时门电路间的连线宽度为90纳米。采用65纳米制造工艺之后,与90纳米工艺相比,绝对不是简单地令连线宽度减少了35纳米,而是芯片制造工艺上的一个质的飞跃。

  最新的65纳米制作工艺可以在不增加芯片体积的前提下,在相同体积内多集成将近一倍的晶体管,使芯片的功能得到扩展。目前Pentium4(Prescott核心)处理器其内部的晶体管信位宽度为50纳米,而使用65纳米技术后,处理器内部的晶体管信位宽度将缩减至44纳米。毫无疑问,信位宽度越小,晶体管的极限工作能力就越大,这也意味着更加出色的性能。对于NetBurst架构的Intel处理器而言,更高的主频有着很大的意义,而且新的制作工艺令集成更多缓存变得轻而易举。

2、第二代单轴应变硅隧道

  此次Intel在启用65纳米制作工艺时还引入了极为重要的改进型SOI变形硅技术,也就是第二代单轴应变硅隧道,这对于更好地改善电气性能有着极大的帮助。

  CPU所集成的晶体管是一个小开关,决定了电流的通与断,而在现实世界中,我们无法完全地控制电流,必须借助一些附加技术。SOI(Silicon-on-insulator,绝缘体硅片)就是为了防止泄漏电流和停止电流活动而设计的,变形硅则刚好相反,是为了驱动电流流动而设计的。事实上,SOI 与变形硅技术总是需要同时使用。

  第二代单轴应变硅隧道将待变形硅片放在一种特殊的硅锗底基上,这种硅锗底基的原子间距离比待变形硅片原子间距离大,受底基原子作用,硅片中的原子也将向外运动,彼此间拉开距离,从而减少对电流的阻力。SOI变形硅有效地扩展了晶体管通道区域。把硅直接放到底层的顶部,可以预留更多的空间,更好地扩展到底层上,使上面的硅原子直接和底层相匹配,延伸硅元素到合适的通道中。硅原子有更多的空间后,电阻减少了,增加了电流通过的数量。最终结果是使电流流动强度提高了20~30%,或者使当前的电流更加顺畅,从而提高了晶体管的运行速度,提高了芯片的工作频率。


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