Phenom VS Penryn 雙雄大戰(zhàn)鎖定年底
● Intel 45nm處理器大軍Penryn鐵定本年第四季上陣
2006年下半年，Intel正式發(fā)布新一代「Core」微架構，取代面市5年、疲態(tài)畢露的「Netburst」微架構，成功令Intel谷底回春，重新站上x86處理器產(chǎn)品領導地位，而為保持此一優(yōu)勢，Intel同時也宣布全新「規(guī)則律動」「Tick-Tock」硅與微架構發(fā)展戰(zhàn)略，于每年推出新處理器技術時，皆具備改良的微架構或是全新設計微架構，以迎合未來十年甚至更遠的處理器市場。
全新45nmPenryn家族共有7名成員，包括雙核心桌面處理器Wolfdate、四核心桌面處理器Yorkfield、雙核心行動處理器 Penryn、雙核心Xeon DP處理器 Wolfdate DP、四核心 Xeon DP處理器Harpertown、雙核心 Xeon MP處理器Dunnington DC及四核心Xeon MP處理器Dunnington QC。
Penryn雙核心版本內建 4.1 億個晶體管，四核心則有8.2億個晶體管，微架構經(jīng)強化后，在相同頻率下較上代Core產(chǎn)品擁有更高性能，同時L 2 Cache容量亦提升50%，明顯提高數(shù)據(jù)讀取執(zhí)行的命中率。此外，亦加入47條全新Intel SSE4指令，提高媒體性能和實現(xiàn)高性能運算應用。
● 全新45nm High-K金屬柵極技術 能效表現(xiàn)再提高
由于深知漏電問題將會阻礙芯片和個人計算機的設計、大小、耗電量、噪聲與成本開發(fā)，因此，新一代Penryn處理器家族將采用全新材料制作的45nm晶體管絕緣層(insulating wall)和開關閘極 (switching gate)，減低晶體管漏電(electrical leakage)情況。
為能達到大幅降低漏電情形且可同時提升效能目標，Intel采用被稱為High-k的新材料制作晶體管閘極電介質(transistor gate dielectric)，而晶體管閘極的電極 (transistor gate electrode)也將搭配采用全新金屬材料組合，增加驅動電流20%以上，不僅提升晶體管效能，同時源極 - 汲極 (source-drain) 漏電也可減少逾5倍，明顯改善晶體管耗電量。
據(jù)了解，由于二氧化硅具有易制性 (manufacturability)，且能減少厚度以持續(xù)改善晶體管效能，因此過去40余年來，業(yè)者主要均采用二氧化硅做為制作閘極電介質的材料。
雖然Intel于導入65nm制程時，已全力將二氧化硅閘極電介質厚度降低至1.2nm，相當于5層原子，但由于晶體管縮至原子大小的尺寸時，耗電和散熱亦會同時增加，產(chǎn)生電流浪費和不必要的熱能，因此若繼續(xù)采用目前材料，進一步減少厚度，閘極電介質的漏電情況勢將會明顯攀升，令縮小晶體管技術遭遇極限。
為解決此關鍵問題，Intel正規(guī)劃改用較厚的High-k材料(鉿hafnium元素為基礎的物質）作為閘極電介質，取代沿用至今已超過40年的二氧化硅，此舉也成功令漏電量降低10倍以上。
由于High-k閘極電介質和現(xiàn)有硅閘極并不兼容，Intel全新45nm晶體管設計也必須開發(fā)新金屬閘極材料，目前新金屬的細節(jié)仍屬商業(yè)機密，Intel現(xiàn)階段尚未說明其金屬材料的組合。
另與上一代技術相較，Intel的45奈制程令晶體管密度提升近2倍，得以增加處理器的晶體管總數(shù)或縮小處理器體積，令產(chǎn)品較對手更具競爭力，此外，晶體管開關動作所需電力更低，耗電量減少近30%，內部連接線 (interconnects) 采用銅線搭配 low-k電介質，順利提升效能并降低耗電量，開關動作速度約加快 20%。
值得注意的是，Intel成功令新一代 45 nm制程產(chǎn)品的漏電情況降低逾5倍，其中晶體管閘極氧化物漏電量更降低超過10倍，相較上代65nm制程產(chǎn)品，在同一功耗表現(xiàn)下，頻率下可提升約20%，或是在同一頻率下功耗更低，電池續(xù)航力也明顯大幅提升。
另一方面，Intel使用創(chuàng)新設計法則和先進光罩技術，將193nm干式微影技術 (dry lithography) 延伸應用在45nm處理器上，全力發(fā)揮成本優(yōu)勢和高易制性。
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