IBM zawstydził Intela. Jako pierwszy stworzył 7-nanometrowy procesor
IBM we współpracy z GlobalFoundries, Samsungiem, SUNY i wieloma innymi partnerami stworzył pierwszy działający procesor wykonany w procesie technologicznym 7 nm. Jest to dowód na to, że prawo Moore’a żyje i ma się dobrze, a rozwój pecetów jeszcze przez jakiś czas będzie możliwy.
Oczywiście odkrycie, o którym pierwszy napisał portal ArsTechnica, nie oznacza, że tego typu układy lada dzień pojawią się w sklepach. Zanim komercyjne procesory o podobnym poziomie zaawansowania trafią do sklepów, miną co najmniej dwa lata. Jednak nie zmienia to faktu, że nawet mimo to działanie IBM i jego partnerów jest wyjątkowo interesujące. Udowadnia ono bowiem, że możliwe będzie stworzenie układów w procesie technologicznym mniejszym niż 10 nm. Jeszcze stosunkowo niedawno nie było to wcale pewne.
Przygotowany procesor testowy jest wyposażony w tranzystory FinFET, które jednak znacznie różnią się od innych tego typu części, ponieważ do ich stworzenia użyto stopu krzemu i germanu. Doskonale nadaje się on do tworzenia tak małych układów. Dzieje się tak, ponieważ odstęp między dwoma krzemowymi jądrami wynosi zaledwie 0,5 nm. Z kolei szerokość bramki to tylko 7 nm. Kanał ma wówczas szerokość zaledwie kilku atomów i może nie dać rady przewodzić wystarczającej ilości prądu.
Naukowcy potrafili pokonać niespotykane dotąd problemy
Dodanie germanu sprawiło, że elektrony poruszają się w nim szybciej. Tym samym problem został rozwiązany. Jako że krzem coraz częściej ogranicza rozwój układów, można spodziewać się, że będzie on używany coraz rzadziej nie tylko przez Common Platform Alliance, składający się z IBM, GlobalFoundries i Samsunga, ale też przez jego głównych konkurentów, takich jak Intel i TSMC.
Jest to też pierwszy układ, który w przyszłości trafi na rynek i będzie wykonany przy użyciu litografii EUV, wykorzystującej długości fali w zakresie dalekiego ultrafioletu. Wraz z tym, jak układ robi się mniejszy i bardziej zaawansowany, konieczne jest stosowanie węższych wiązek światła do wyrycia odpowiedniej struktury półprzewodnikowej.
Do tworzenia obecnie dostępnych układów używa się głównie lasera ArF (fluorek argonu) o długości fali równej 193 nm. W przypadku użycia litografii EUV wykorzystywane jest światło o długości fali równej zaledwie 13,5 nm. Rozwiązanie to nie było do tej pory wykorzystywane na szeroką skalę, ponieważ było drogie i niedopracowane. Teraz to uległo zmianie.
Warto zwrócić też uwagę na to, że tranzystory są umieszczone wyjątkowo ciasno, a pitch, odległość między ich środkami, wynosi zaledwie 30 nm. Dla porównania, w dzisiejszych 14-nanometrowych procesorach Intela pitch wynosi 42 nm. IBM w związku z tym zapowiada, że 7-nanometrowe procesory będą cechować się o połowę mniejszą powierzchnią niż dzisiaj projektowane 10-nanometrowe układy.
Intel straci palmę pierwszeństwa?
W takim samym stopniu ma się też poprawić wydajność energetyczna układu. Warto zauważyć, że układy stworzone przez IBM są w większości przypadków porównywane do procesorów 10-nanometrowych, które nie są nawet dostępne na rynku. Oznacza to, że postęp w porównaniu z dzisiaj dostępnymi układami będzie naprawdę ogromny.
Jednak o tym przekonamy się dopiero w 2017 lub 2018 roku. Najwcześniej wtedy układy wykonane w oparciu o tę technologię trafią na rynek i pojawią się w serwerach, sprzętach mobilnych oraz naszych komputerach. Wcześniej, bo już za rok, powinniśmy zobaczyć pierwszy dostępny w sprzedaży 10-nanometrowy procesor Samsunga, jak też porównywalne układy tworzone przez Intela. Opisane tu informacje pokazują, że ostatnia wymieniona firma może niebawem pożegnać się z mianem największego innowatora na rynku procesorów. Właśnie za sprawą IBM.
