Dispositivos

Chip Intel ganha estrutura 3D

Economia de energia é uma das vantagens.

A Intel inovou o transistor, o componente microscópico base dos eletrônicos modernos. Pela primeira vez desde a invenção dos transistores de silício há 50 anos, eles ganham uma estrutura tridimensional e serão incluídos na linha de produção em larga escala.

A empresa lançou um revolucionário design de transistor 3-D chamado Tri-Gate, revelado pela Intel pela primeira vez em 2002, que será produzido no processo 22 nanômetros (nm) ainda nesse ano, em um chip da companhia de codinome Ivy Bridge. Um nanômetro equivale a um bilionésimo do metro.

Os novos transistores tridimensionais Tri-Gate mudaram a estrutura bidimensional plana do transistor, que equipou não apenas todos os computadores, telefones móveis e eletrônicos de consumo até hoje, mas também os controles eletrônicos de carros, espaçonaves, utilidades domésticas, dispositivos médicos e outros dispositivos usados diariamente há décadas.

Em conjunto com as invenções anteriores da corporação, a tecnologia high-k metal gate e o silício tensionado, lançados em 2007 e 2003, respectivamente, os novos transistores 3-D reduzirão o consumo de energia e os custos por transistor, ao mesmo tempo em que vão melhorar o desempenho. A inovação fabricará produtos que atenderão de forma mais sustentável e ágil tanto dispositivos móveis de tamanho reduzido quanto computadores de grande porte.

A Intel incluiu seu novo design de transistor 3-D Tri-Gate na linha de produção em larga escala e abriu espaço para a próxima geração que possibilitarão um amplo leque de dispositivos.

Ganhos em desempenho e economia de energia

Os transistores 3-D Tri-Gate possibilitam que os chips operem em voltagens e perdas menores, fornecendo uma combinação de alto desempenho, com eficiência no consumo de energia, se comparado ao melhor transistor da geração anterior. Essas capacidades dão aos projetistas de chips a flexibilidade para escolher transistores voltados para baixo e alto desempenho, dependendo da aplicação.

Esta inovação fornece uma melhoria de 37% no desempenho em baixa voltagem, se comparada aos transistores planos de 32nm da empresa. Eles são indicados para o uso em dispositivos móveis pequenos, operando com menos energia. Os novos transistores consomem menos da metade da energia para oferecer o mesmo desempenho dos transistores 2-D planos em chips de 32nm.

Para Mark Bohr, Senior Fellow da Intel, “esse marco vai além do acompanhamento do ritmo da Lei de Moore (previsão de um antigo presidente da companhia, que estimou o aumento do número de transistores de chips a cada 18 meses pelo mesmo valor). Os benefícios dos baixos consumo de energia e voltagem ampliam o que normalmente vemos com a transição de um processo tecnológico para o próximo. Esses benefícios darão aos designers de produtos a flexibilidade para tornar os atuais dispositivos mais inteligentes, além de criar outras novas opções”.

Dando continuidade ao ritmo da inovação

Os pesquisadores da Intel inventaram em 2002 o transistor Tri-Gate, com três lados da porta, fruto de anos de planos de pesquisa, desenvolvimento e manufatura coordenados da empresa e marcam a inclusão desse trabalho à linha de produção em larga escala.

A reinvenção se justifica devido à substituição da porta bidimensional tradicionalmente “plana” por um silício tridimensional em forma de quilha, tão fino que sobe verticalmente desde o substrato do silício. O controle da corrente é feito por meio da inclusão de uma porta em cada um dos três lados – uma em cada lado e uma em cima – ao invés de apenas uma em cima, como acontece com os transistores planos 2-D. Esse controle adicional possibilita que o fluxo da corrente no transistor seja o máximo possível quando estiver em estado ligado (para desempenho) e perto de zero quando ele estiver em estado desligado (para minimizar o consumo), além de possibilitar uma troca muito rápida entre os dois estados quando for preciso melhorar a performance.

A estrutura do transistor 3-D Tri-Gate fornece uma maneira para gerenciar a densidade. Como essas quilhas são tridimensionais por natureza, os transistores também podem ser usados mais perto uns dos outros. Para as futuras gerações, os projetistas também poderão continuar a ampliar o tamanho das quilhas para obter ainda mais ganhos de desempenho e eficiência no consumo de energia.

Primeira demonstração de transistores 3-D de 22nm

O transistor 3-D Tri-Gate será incluído ao próximo processo de manufatura da empresa, de 22 nanômetros. Mais de seis milhões de transistores tri-gate de 22nm poderiam ser inseridos no ponto final que encerra essa sentença.

Nesta quarta (4) a Intel demonstrou o primeiro microprocessador de 22nm, de codinome Ivy Bridge, rodando em notebook, servidor e desktop. Os processadores da família Intel Core baseados no Ivy Bridge serão os primeiros chips produzidos em larga escala a usar os transistores 3-D Tri-Gate. O Ivy-Bridge estará pronto para começar a ser produzido em larga escala até o final do ano.

Essa inovação tecnológica em silício também auxiliará no surgimento de mais produtos integrados baseados no processador Intel Atom, que ampliarão o desempenho, a funcionalidade e a compatibilidade de software da arquitetura Intel, ao mesmo tempo em que cumpre os requisitos gerais de consumo, custo e tamanho para inúmeros segmentos de mercado.

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