Teljesen átalakult a tranzisztor

Az elmúlt ötven év legnagyobb műszaki újítását vezeti be az Intel a jövőre megjelenő Ivy Bridge processzorokban. A világ vezető csipgyártója szerdán bejelentette, hogy a háromkapus tranzisztorok készen állnak a piaci bevezetésre, és a háromdimenziós struktúrának hála még sokáig növelni tudják a processzorok számítási teljesítményét. Magyarán a hordozható eszközök, például az okostelefonok és a táblagépek kisebbek, gyorsabbak és olcsóbbak lehetnek, illetve jelentősen csökkenhet a szerverek üzemeltetési költsége.

A tranzisztor 1959-es feltalálása óta a gyártók leginkább a méret csökkentésével voltak elfoglalva, és az eredeti koncepcióhoz képest nem történt komoly változás. A fejlesztések erőforrásigényét jól mutatja, hogy az Intel először 2002-ben beszélt a háromdimenziós tranzisztorokról, amelyekben a kapu nem lapos, hanem egy repülőgép vezérsíkjára hasonlít. Majdnem tíz év kellett ahhoz, hogy a technológia alkalmassá váljon a tömeges gyártásra.

Nagyobb felület, kisebb szivárgás

Nem újdonság a háromdimenziós terjeszkedés, a csipekben most is több réteget helyeznek egymásra, de a most bemutatott 3D tranzisztor felépítése ennél sokkal összetettebb. A hagyományos tranzisztorban a forrás és a nyelő közt egy kétdimenziós vezető csatorna helyezkedik el, ezen áramlanak át az elektronok. A kapunak nevezett összetevő vezérli az áramlást. Az Intel új tranzisztorában egy vezérsíkra emlékeztető struktúra van, amelynek három oldalán alakul ki vezető csatorna, és ezt körülveszi a kapu. Az új szerkezet nagyobb felületű csatornáján több áram tud áthaladni, ezáltal csökken a szivárgás.

Mindennek köszönhetően az Intel új processzorai bikábbak lesznek, akár 37 százalékkal is nőhet a teljesítményük, vagy az áramfogyasztás csökkenhet 50 százalékkal. A hordozható eszközök akkuja tovább írja majd, és a felhasználók jobb 3D grafikát, gördülékenyebben működő számítógépeket kapnak. Persze az újítás nem csak a kütyükben lesz hasznos. A szerverek esetében is fontos a hatékonyság, és olcsóbbá válthatnak az online szolgáltatások, ha az adatközpontoknak kevesebbet kell költeniük áramra és hűtésre.

Piacvezető maradhat

Más cégek is foglalkoznak a többkapus tranzisztorokkal, de az Intel jelentős előnyt szerzett azzal, hogy a technológiát elsőként tudta bevezetni a tömeggyártásba. Az igazi áttörést azzal érte el az Intel, hogy a technológia végre kikerül a laboratóriumból a felhasználókhoz. Egészen más egy-két protoptípus összerakni, és évente több millió processzort legyártani komolyabb hibák nélkül. Egyes szakértők szerint az Intel nagyjából kétéves előnyt szervett a riválisaihoz képest, tehát könnyedén megtarthatja piacvezető szerepét.

Az Intel jelenleg 32 nanométeres csipeket gyárt, és a 22 nanométeres gyártási technológiával együtt vezeti be a háromkapus tranzisztorokat. Az újítás csupán 2-3 százalékkal növeli meg a szilíciumostyák gyártásának költségét. A műszaki forradalom után minden megy tovább a régi kerékvágásban, vagyis az Intel is folytatja a tranzisztorok miniatürizálását. 2013-ban átáll 14 nanométeres gyártástechnológiára, 2015-ben pedig a 10 nanométeresre.