3D-Tri-Gate: Intels Transistoren werden dreidimensional - Jetzt mit HD-Videos

Update: Wir haben nun sämtliche Folien der Präsentation in der Bildergalerie bereitgestellt. Sie erläutern noch einmal die Hintergründe zum 3D-Tri-Gate-Transistor von Intel und bieten schematische Darstellung zu den Verbesserungen und Vorteilen. Das weiße Material, welches Sie bei uns finden, ist das komplette Infomaterial, dass Intel zum 22-nm-Prozess verteilt hat. Die blauen Folien sind auf die Präsentation von Moore abgestimmt.

An Tag 2 beginnen nun auch die Spekulationen um die neue Technik und deren Auswirkungen. Wir wir selbst schon gestern Abend einschätzten, stehen Ivy Bridge alle Möglichkeiten offen. Auf der einen Seite ermöglicht Tri-Gate extrem sparsame Prozessoren mit 32 Prozent höherer Schaltgeschwindigkeit oder eben extrem große Caches bei High-End-Prozessoren und 18 Prozent höherer Schaltgeschwindigkeit. Letzteres soll vor allem auf die Desktop-Prozessoren von Ivy Bridge zutreffen. Daneben ist die einhellige Meinung, dass es mit Ivy Bridge wieder etwas mehr Bewegung an der Taktschraube geben soll, da es für Ivy Bridge keine großen Architektur-Änderungen geben wird. Auch das vermuteten wir schon gestern Abend. Entsprechend könnte die OC-Tauglichkeit sehr gut werden. Ob von Haus aus schon Prozessoren über 4 GHz ausgeliefert werden, bleibt abzuwarten. Wahrscheinlich erst im Nachgang bei den Extreme-Editions. Der größte Gewinn für Intel dürfte aber bei den Atoms zu finden sein, die so auf einen Schlag bis zu 50 Prozent weniger Strom konsumieren und viel kleiner werden - neue Möglichkeiten auch im Smartphone- und Tabletmarkt.

Original-Artikel: Mit der Einführung des 22-nm-Prozesses bei den Ivy-Bridge-Prozessoren wird Intel dreidimensionale Transistoren verwenden. Intel nennt die Technik 3D-Tri-Ggate und sie soll enorme Vorteile gegenüber der herkömmlichen Methode (2D-Planar-Transistor) bieten. Bisher werden Prozessoren vornehmlich in einer Ebene belichtet, aber es gibt schon seit Längerem die Möglichkeit, Prozessoren auch in die Höhe zu bauen. Die Technik ist als Fin Field Effect Transistor (FinFET) bekannt und bei ihr wird der elektrische Schalter, vielmehr ist es ja nicht, vertikal ausgerichtet - das Gate zeigt senkrecht nach oben.

Laienhaft gesprochen wird der bebaubare Block statt mit Einfamilienhäusern mit Wolkenkratzern bebaut. Das spart entweder Platz für die gleiche Menge an Bewohnern oder erlaubt viel mehr Bewohner bei gleicher Blockgröße - von der doppelten Packdichte ist die Rede. So kommen wir auch zu den Vorteilen im Bezug auf das Produkt Ivy Bridge: Intel nennt wenig Konkretes, aber zunächst einmal sind die Leckströme bei FinFET wesentlich geringer als bei der herkömmlichen Bauweise, denn nicht alle Transistoren können komplett abgeschaltet werden. Intel wirft die Zahl 50 Prozent im Vergleich zum 32-nm-Prozess in den Raum. Außerdem schalten 3D-Tri-Gates in Stromspar-CPUs um bis zu 37 Prozent schneller bei gleichzeitig niedriger Spannung und brauchen durch die dreidimensionale Anordnung weniger Platz.High-End-Prozessoren sollen immerhin noch 18 Prozent schneller sein. Eine aktuelle CPU würde demnach weniger Platz und Strom brauchen und dabei schneller arbeiten.

3D-Tri-Gate 2D-Planar

Das bietet für Ivy Bridge neue Möglichkeiten in alle Richtungen. Im Notebookbereich sind kleine, stromsparende Prozessoren mit mehr Leistung als heute möglich. Auch im Atom dürfte die Technik früher oder später Einzug halten. Bei den Desktopprozessoren hat man Spielraum von leistungsstark bis stromsparend. 3D-Tri-Gate ist ähnlich bedeutend wie die Einführung von High-K-Metal-Gates anno 2006 beim Penryn. Während der Präsentation wird erwähnt, dass die Wafer derzeit noch schwer verfügbar seien. Was das für das Produkt Anfang kommenden Jahres bedeutet, kann nur gemutmaßt werden. Die Fertigung soll zudem zwei bis drei Prozent teurer als bei herkömmlichen Wafern sein. Die Konkurrenz indes soll 3D-Transitoren erst im 14-nm-Prozess realisieren können, was den Kaliforniern drei Jahre Vorsprung geben soll.

Doch was sich nach Revolution anhört ist nicht brandneu. Intel arbeitet seit 10 Jahren an dieser Technik, stellte sie bereits 2002 erstmals vor und kündigte 2006 den Einsatz der FinFETs im 22-nm-Prozess an. Wer ein gutes Gedächtnis hat, ist also nicht sonderlich überrascht. Die Massenproduktion soll Ende des Jahres in Oregon, Arizona und Israel starten. Ein Wafer wurde kurz in die Kamera gehalten; auch lauffähige Engineering Samples hatte man dabei. Auf der Präsentation in San Francisco sagt Mark Bohr, Intel Senior Fellow:

"Die Leistungssteigerung und Energieersparnis der 3D-Transistoren sind nicht vergleichbar mit dem, was wir bisher gesehen haben. Dieser Durchbruch ist viel mehr als eine Fortschreibung des Mooreschen Gesetzes. Die Vorteile, die wir bei geringerer Kernspannung sehen, übertreffen bei weitem das, was wir normalerweise sehen, wenn wir eine neue Prozessgeneration einführen. Produktdesiger können damit existierende Geräte intelligenter machen und ganz neue Geräte werden dadurch möglich. Ich glaube, dass dieser Meilenstein die Technologieführerschaft von Intel in der Halbleiterbranche noch weiter ausbaut."

Quelle: Intel 3D-Trigate: Intels Transitoren werden Dreidimensional (26) "Die Forscher und Entwickler bei Intel haben den Transistor neu erfunden, dieses Mal unter Einbeziehung der dritten Dimension," sagt Intel Präsident und CEO Paul Otellini. "Erstaunliche Geräte, die die Welt beeinflussen werden, sind durch diese Weiterentwicklung des Mooreschen Gesetzes in neue Bereiche hinein vorstellbar."

All das soll dazu dienen, dass Mooresche Gesetz von 1975 einzuhalten. Es besagt, dass sich ungefähr alle zwei Jahre die Transistorendichte verdoppelt, währenddessen die Funktionalität und Rechenleistung steigen, aber die Kosten fallen. Moore sagt zur neuesten Entwicklung:

"Über Jahre hinweg haben wir uns Grenzen gegenübergesehen, wie klein Transistoren werden können. Diese Änderung in der grundsätzlichen Struktur ist in der Tat ein revolutionärer Ansatz und einer, der es sowohl dem Mooreschen Gesetz, als auch dem historischen Innovationstempo ermöglicht, weiter zu bestehen."

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Neue Transistoren für Chips mit 22 Nanometer Fertigungsgröße kombinieren Energieersparnis und Rechenleistung: Intel kündigt für den 22-nm-Prozess mit Ivy Bridge den 3D-Tri-Gate-Transistoren an. PC Games Hardware erläutert die Neuerungen und deren Vorteile. Jetzt auch mit HD-Videos.

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