中国计算机报:IDF十年劲吹数字风

2008-04-06 01:41:16来源: 中国计算机报

英特尔采用论坛形式与技术开发者交流,记录下技术发展的轨迹,距今已整整过去了十个春秋。9月18日至20日,2007秋季IDF如期在旧金山举行,英特尔依旧不负众望,将引领未来趋势的多项最新成果精心烹制成技术盛宴。

提高能效的工艺基石

英特尔执着实现高能效的造“芯”运动始终是业界关注的焦点。正如英特尔高级副总裁基辛格在演讲中所言:“英特尔的发展模式和设计步伐是一种前瞻、经济、高效的方式,这一模式可以帮助产业链中的合作伙伴以快速和可预测的方式为终端用户创造价值。”先进的制造工艺和充足产能无疑是这一发展模式的重要基石。

延续摩尔定律的良方

摩尔定律是摩尔当年基于硅工艺做出的判断,而伴随制造工艺的演进,遵循摩尔定律推出新产品给英特尔带来了很大挑战。在潜心研究多年之后,英特尔亮出了使摩尔定律继续有效的法宝—基于铪的高-k介质和金属栅极设计,这项技术被认为是自MOS以来,晶体管技术领域的又一次重大技术突破。

传统的晶体管由栅极电极(多晶硅)、栅极介质(二氧化硅)、源极-漏极(涂层硅)、硅底层通道这些关键结构组成。直到上世纪80年代,增加了一个低电阻覆盖层,以提高晶体管的性能。由于纳米制造工艺不断缩小尺寸,栅极介质当然要做得越来越薄,这可能会造成漏电流穿透普通绝缘栅极介质,增厚的有效栅极介质导致晶体管的开关状态发生了变化,在连通状态下电流下降,而断开时电流增加,这与我们的期望相悖。

为此,英特尔开始了对制造工艺的探索。从技术实现的角度来看,新一代制造工艺是将多晶硅栅极电极转为金属栅极,这样就消除了耗尽区,从而增加了连通电流,降低了断开电流。而从二氧化硅栅极介质转为高-k,则使栅介质层的厚度略有增加,从而实现了改善连通、断开电流表现的效果,并极大地降低了栅极漏电流。

制程的Tick-Tock脚步

按照英特尔的Tick-Tock创新节奏,英特尔在奇数年推出新一代制造工艺,偶数年推出新一代微架构。2007年是英特尔升级制造工艺的一年,今年11月,英特尔将推出首个45nm高-k金属栅极处理器。欧德宁在演讲中自豪地宣告,这将是英特尔进入下一代大规模制造的重要里程碑。

欧德宁还透露了制造工厂的生产计划。据了解,位于美国俄勒冈州的D1D工厂和亚利桑那州的Fab 32工厂在今年下半年开始生产45nm处理器,而位于以色列的Fab 28和新墨西哥州的Fab 11X也将于明年上半年投产。

与当前的65nm技术相比,45nm制造工艺将带来一系列优势,最直接体现在提升了两倍的晶体管密度,这样就可以实现芯片体积更小,或者晶体管数量更多。同时,根据英特尔提供的测试数据,采用新制造工艺的晶体管的切换速度提升20%以上,切换功率则降低了30%以上,栅极氧化物的漏电功率也降低至10%以下。在性能和漏电方面的进步,主要有赖于更先进的制造工艺,包括高-k介质与金属栅极技术。这种制造工艺为提升每瓦性能打下了基础。

欧德宁还展示了一款32nm晶圆,它是3周前刚刚流片制造而成的。它同时简单披露了英特尔第一个32nm静态随机存取器芯片的技术指标,该芯片上将集成超过19亿个晶体管,并采用第二代高-k金属栅极技术,其存储单元的面积只有0.182μm2。按照Tick-Tock节奏,32nm产品将在2009年开始制造。

为更好地保护环境,英特尔承诺,45nm处理器将完全无铅设计,而且截至明年底,从用于移动互联网设备的Menlow平台开始,英特尔的45nm处理器和65nm芯片组产品将采用无卤封装技术。

Nehalem微架构的魔力

Nehalem是Core微架构的接班人,相应产品计划于2008年下半年开始生产。欧德宁在此次IDF上首次展示了基于Nehalem微架构的处理器。它是一种全新的可扩展处理器,采用可以充分利用英特尔45nm高-k介质处理技术的动态系统设计。Nehalem拥有7.31亿个晶体管,它沿用了Core微架构的4-issue设计,拥有同时多线程和多级缓存架构。

与当前同类处理器相比,Nehalem预期将提供3倍的峰值内存带宽。同时,Nehalem架构中使用的Quickpath Interconnect技术也将为Nehalem的处理器核心提供高速数据传输路径。在演讲中,英特尔高级副总裁基辛格还首次展示了基于英特尔45nm高-k金属栅极Nehalem下一代微体系结构的双路服务器。

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服务器给汽车做大脑

会议现场二楼停放了一辆表面上与普通轿车没有区别的汽车,但引人注意的是,这是由英特尔和斯坦福大学共同打造的第三代无人驾驶汽车。车身内部集成了众多电脑和通信设备,其大脑是一部双路4核服务器,车上布满了各种传感器和雷达装置。这些高科技装置能让该车能以30km/h的速度正常前进,而将后备箱中的服务器小型化将是下一步的研究方向。

中国计算机报:IDF十年劲吹数字风

▲ 轮子上的数据中心

 Rackable公司在IDF会场外展出了一辆ICE Cube模块化数据中心,它在一台40英尺的机柜中配备了1400台采用4核英特尔至强处理器的服务器。

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▲ Classmate PC能互动

 英特尔此次展示了一款面向发展中国家的学生电脑。它配备了无线网卡,连接无线网络,教师可以从控制中心操作,实现与学生的交互。

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固态硬盘有望普及

基辛格探讨了固态硬盘(SSD)技术给基于IA平台的企业服务器和存储技术带来的进步。IDF展区也展出了三星等厂商生产的固态硬盘。

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DDR3内存加紧抢位

 下一代迅驰技术将开始支持DDR3内存。DDR3有望快速在笔记本电脑上普及,而由于价格原因,在台式电脑上的普及,还有很长一段路要走。

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▲ 电动车管窥移动生活

一辆装备了基于Santa Rosa笔记本电脑的电脑车驶进了会场,通过无线宽带连接,它可以下载会场地图,并实时查看。

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▲ Penryn表现值得期待

 英特尔在现场演示了采用65nm Merom处理器和45nm Penryn处理器的笔记本电脑的对比测试,Penryn在能效方面的表现让人称道。

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服务器组团展示

 除了各自的展台之外,英特尔还在展示厅正中以节能为主题,集中了展示了Sun、IBM、超微等参展服务器大厂的产品。这些产品均是采用了英特尔最新发布的至强7300 4核处理器的多路高端产品,包括塔式及刀片式服务器。

 企业成长的数字动力

与以往IDF演讲略有不同,英特尔数字企业掌门人基辛格的报告从侧重展示前沿技术,转向了着力突出新技术如何助力企业解决实际问题,如用户使用全新至强工作站来解决勘探难题。

虚拟化渐入佳境

在记者现场领取的资料袋中,Windows Server 2008光盘与VMware的技术资料赫然在列,先期预示了虚拟化仍将是本届IDF的热点。

就在IDF召开前不久,英特尔全球同步发布了多路4核服务器平台Caneland。该高端平台既实现了高能效,又是为虚拟化应用和服务器整合打造的。在IDF展示区,超微、IBM、Sun、戴尔等厂商均展示了基于这一平台的刀片服务器和高密度机架服务器,以构建新一代数据中心。

VMware首席科学家Mendel Rosenblum和微软代表Michael Nell现身IDF,将系统软件厂商对催熟虚拟化的热情表露无遗。在会议第三天的软件演讲中,微软向观众演示了Windows Server 2008的功能,其中就加入了大量引人注目的虚拟化功能支持。

新博锐2008年问世

英特尔博锐(vPro)处理器技术的最新进展也在本届IDF上曝光。第一代博锐诞生于2006年,主要用于增强商用台式电脑的安全性和可管理性;今年8月底,代号为Weybridge的第二代博锐技术问世,除了增强其安全性能的商用优势之外,更是将应用领域扩展到了移动领域—商用笔记本电脑。

基辛格透露,2008年英特尔将推出代号为McCreary的第三代博锐产品,进一步提高商用电脑的安全性和管理优势。这突出表现在McCreary具备的多种新组件上。据了解,新组件包括英特尔45nm双核与4核处理器、代号为Eaglelake的全新芯片组、集成的可信平台模块(TPM),以及具备更高安全性与可管理性、代号为Danbury的数据加密解决方案。Danbury技术将数据加密功能直接内嵌于硬件,从而有效保护加密密钥,并进一步简化系统管理与密钥恢复工作。

不计划推出3核

就在IDF召开期间,记者从外电报道中获悉,AMD将在明年年初推出3核处理器(禁用4核中的一核),AMD的官方说法是,这款产品将定位于双核与4核之间,以满足用户的多样化需求。

记者在媒体专访中就此询问了基辛格,他表示,从半导体厂商的角度来看,生产3核处理器并不经济,从英特尔的市场调查来看,这一细分市场并不存在,英特尔推出的双核及4核产品完全可以有效覆盖市场,英特尔将按既定的路线图向前发展。

如影随形的移动生活

在产品演示环节,移动计算产品最容易让人眼前一亮,也与我们突破线缆羁绊,享受移动生活的愿望最为贴合。随着迅驰平台的发展演进,超便携平台给未来生活带来的改变值得期待。

迅驰的未来路线图

从推出Napa平台开始,迅驰就有了平台更新版的先例,它在三大件中仅更换处理器,待新平台问世时再全面升级。2008年1月,英特尔将推出Santa Rosa Refrsh,处理器由65nm的Merom更换为采用45nm高-k金属栅极制造工艺的Penryn,以实现更高性能和更长的电池续航时间。

按照迅驰的发展路线图,在2008年中期,英特尔会推出下一代迅驰平台Montevina。据英特尔高级副总裁浦大卫介绍,Montevina组件的尺寸比前一代产品要缩小约40%。这对于整机厂商来说,意味着他们能更灵活地制造从便携到全尺寸产品,破解移动性与性能难以兼得的困局。

在新平台中,芯片组终于开始支持DDR3内存。DDR3面世就是为了进一步提升内存带宽,为前端总线频率越来越高的处理器提供足够的匹配指标,新一代芯片组让这一使命得以实现。在无线模块方面,新一代迅驰也可以用跃升来形容,面向无线宽带传输的实际需求,Montevina将首次在移动平台上引入集成Wi-Fi与WiMAX的无线模块Echo Peak。

把互联网装进口袋

MID和UMPC是正在快速发展的新产品类别,它将为用户带来在移动过程中通信、娱乐和工作的完整体验。

此前,这类产品的发展始终受困于不高的性能及高能耗带来的发热和续航能力不足。这一切将因Menlow及后续平台的出现而改变。2008年上半年,英特尔将推出专属于MID与UMPC的新平台Menlow,它的技术细节在今年4月的北京春季IDF上曾详细披露过。

在本届IDF上,Menlow的下一代平台Moorestown也浮出水面。它采用了SOC设计,在单芯片上集成了处理器、显示芯片及内存控制器,这样的设计有利于控制功耗,同时也更能发挥45nm先进制造工艺的优势。在演讲中,英特尔公布了一组让我们感到振奋的对比数据:Menlow平台采用的Silverthorne处理器与现在的低能耗处理器相比,能耗仅为10%;而基于Moorestown的MID平台在空闲时的功耗将是基于Menlow的平台空闲时功耗的10%。

10亿人尽享无线宽带

自Santa Rosa平台开始,迅驰开始支持802.11n草案。本月初,英特尔与思科宣布,共同测试802.11n草案2.0版本的互操作性,以保证新一代迅驰笔记本电脑与思科无线网络可靠互联与兼容。

除Wi-Fi之外,英特尔还是移动WiMAX无线技术的推动者。这项传输速度可达每秒数兆比特的无线技术将伴随Montevina平台引入笔记本电脑。无线模块Echo Peak采用MIMO天线技术来提高数据吞吐率,以应对用户在移动中日益增长的需求,便捷地获取高清视频、音乐、图片及其他大容量文件。它将直接改变用户在家中、办公室和外出时的宽带体验。英特尔预计,到2012年WiMAX在全球的覆盖人群将超过10亿人。

3D互联网的虚拟世界

“虚拟世界将很快超越游戏和社会网络,并在未来成为互动教育、商业、政治、国际沟通、医药等领域的主要媒介。”英特尔首席技术官贾斯汀预测,3D互联网将快速崛起,并实现数据从私有到共享、从文本到影像的过渡。

3D互联并非坦途

创建3D互联网要面临的依然是挑战与机遇并存。当我们试图从当前传统的2D网页过渡到3D网页时,如运行Google Earth,会导致服务器与桌面端的工作方式与2D时代完全不同,客户端需要的计算性能要相当于原来的10~100倍之多。

一般来说,这需要处理器性能提高3倍,而图形显示性能则要提升约20倍。为此,英特尔除了在按照计划提升处理器性能之外,也在致力于采用新架构来提升英特尔集成显示芯片的3D性能。

让3D互联畅通无阻

为了催熟3D互联网,英特尔还加紧了技术实用化的步伐。在本届IDF上,英特尔就公布了一项合作,最初由英特尔实验室开发的3D信息空间技术Miramar将由提供专业虚拟工作空间服务的Qwaq公司推向市场。

根据合作协议,新的Qwaq Forums桌面虚拟化版本将集成2D桌面应用软件和共享3D信息工作空间;Qwaq还将和英特尔协作,将Miramar技术与跨平台Qwaq Forums版本的集成。据了解,这一全新版本将于2008年正式推向市场。

斯坦福大学的Ron Fedkiw博士也被贾斯汀邀请到台上,探讨3D互联面临的关键点,这涉及到大量复杂计算的模拟数字内容要实时到达终端用户,同时需要有构建下一代内容的原始模块。贾斯汀呼吁,开放的环境和标准至关重要,它决定了能否实现不同环境之间的互操作,并且可以简化3D内容创建和修改的难度,发布更丰富的内容,丰富互动感。

链接

● USB 3.0时代即将到来 英特尔与其他行业领导者成立了USB 3.0推广小组,开发新一代的超高速个人USB互联技术。据基辛格介绍,USB 3.0后向兼容USB 2.0,该技术比目前水平的连接速度快10倍以上,其具体规格预计在2008年上半年完成并发布。USB 3.0技术可以为所有平台提供出色的能源管理,并针对低能耗和更高的协议效率进行了优化。它有助于减少消费者的等待时间。例如,使用USB 3.0,27GB的HD-DVD可以在70秒内下载完成。

● 硅光子学领域取得新突破 英特尔光子学技术实验室总监Mario Pannicia描绘了硅光子学远景,他讲述了英特尔取得的最新突破,即一种每秒能够以40Gb/s的速度对数据进行编码的硅激光调节器。

● PC厂商开始支持WiMAX IDF透露,包括Acer、华硕、联想、松下和东芝在内的多家OEM厂商均表示,将在2008年推出的基于Montevina平台的笔记本电脑中集成WiMAX技术。这些电脑将成为首批能够支持Xohm服务的计算机。服务提供商Sprint和Clearwire在2008年也将在美国多个大城市开始部署Xohm服务。

● LessWatts.org推动Linux节能 IDF最新披露了一项新的开源计划LessWatts.org,为Linux系统降低能耗提供一系列组件和工具。该项目旨在满足从数据中心服务器到个人移动设备的各种计算领域对提高能效的需求,它集合了Linux开发人员、ISV及终端用户共同促进Linux能耗管理方面的技术开发、部署、调试与信息共享。

● MID创新联盟取得重大进展 在今年4月召开的春季IDF上,英特尔与系统制造商成立MID创新联盟,成员包括仁宝、Elektrobit、HTC、Inventec、广达、华硕和明基等厂商。IDF宣布,在过去的6个月中,这些成员已在利用Menlow平台方面取得重大进展,并计划于2008年上半年将相应产品推向市场。

中国计算机报:IDF十年劲吹数字风

关键字:工艺  摩尔定律  栅极  Tick-Tock  制造  架构

编辑:汤宏琳 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/news/computer/200804/article_20717.html
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