摩爾定律仍硬朗!英特爾CPU工藝發(fā)展史
● 塑造經(jīng)典—180nm直接跨入130nm時(shí)期
此前,芯片制造工藝的更新?lián)Q代是以3年為一周期,但I(xiàn)ntel率先將此周期縮短為2年。我們可以從發(fā)現(xiàn),Intel公司在1995年實(shí)現(xiàn)了0.35微米工藝量產(chǎn),1997年便已推出0.25微米產(chǎn)品,1999年又推出了0.18微米工藝,而2001年則實(shí)現(xiàn)0.13微米產(chǎn)品的量產(chǎn)。雖然0.18微米(180nm)工藝不如0.13微米工藝那么鋒芒畢露,但也不容忽視。
采用0.18微米工藝的處理器主要有Pentium Ⅲ(Coppermine核心)、Pentium 4(Willamette核心)等產(chǎn)品。其中Coppermine(銅礦)核心的Pentium Ⅲ集成了950萬(wàn)個(gè)晶體管,主頻為500MHz~1GHz,核心電壓1.65V,制程從0.25微米轉(zhuǎn)向0.18微米,片內(nèi)集成256KB全速二級(jí)緩存,系統(tǒng)總線頻率有100MHz和133MHz兩種。
當(dāng)然,采用0.18微米工藝的處理器還有Pentium 4處理器的開(kāi)山之作——性能平平的Willamette,它集成了4200萬(wàn)個(gè)晶體管,主頻為1.3GHz~2GHz,采用0.18微米鋁布線工藝,二級(jí)緩存為256KB,外頻為100MHz,F(xiàn)SB(前端總線)為400MHz,核心電壓為1.75v,Willamette核心的產(chǎn)品有Socket 423/478兩種接口。
隨著時(shí)間的推移,正如摩爾定律所說(shuō),制造工藝的進(jìn)步無(wú)可阻擋,CPU在經(jīng)歷了180nm工藝后,在2001年直接殺入了130nm時(shí)代。與0.18微米工藝相比,新的0.13微米(130nm)工藝的氧化層可減少30%以上,工作電壓可達(dá)到更低,芯片面積更小。每塊芯片的成本將因此大幅下滑,這對(duì)提升處理器/顯示芯片的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力大有裨益,芯片使用0.13微米取代0.18微米工藝便勢(shì)如破竹,成為了芯片制造界歷史上一次重大的變革。
0.13微米工藝孕育了多款主流的處理器,其中Intel主要有Tualatin系列(Pentium Ⅲ-S及Celeron Ⅲ)、Northwood系列(Pentium 4 A/B/C、Celeron 4)等產(chǎn)品。
在0.13微米工藝的幫助下,Intel推出了性能非常出色的Tualatin(圖拉?。㏄entium Ⅲ。作為Intel在Socket 370架構(gòu)上的“絕唱”,Tualatin核心處理器的電壓降至1.5V左右,主頻范圍在1GHz~1.4GHz,二級(jí)緩存有512KB(Pentium Ⅲ-S)和256KB(Pentium Ⅲ和賽揚(yáng)),可超頻性很強(qiáng)。憑借先進(jìn)的制程,Tualatin核心Pentium Ⅲ的性能甚至超過(guò)了0.18微米的Pentium 4。Pentium 4C也是0.13微米時(shí)代的強(qiáng)者,其最大特點(diǎn)是支持800MHz前端總線,集成了5500萬(wàn)個(gè)晶體管,支持HT超線程技術(shù),其較低的功耗和較高的性價(jià)比曾一度讓人懷疑Pentium 4E(Prescott)是否有必要推出。
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