AMD viser frem 45 nm

[Simen1]

Så 45-65-90nm urealistisk ut for en del år tibake når det var 1000nm o.l?

Det gjorde det sikkert. Men begrensningene man så den gangen var av en annen art enn de vi ser nå. De var potensielt løsbare med ny teknologi. De begrensningene vi ser noen år frem i tid nå er kvantemekaniske (lekkasjestrømmer på grunn av avstander), atomstørrelser og ikke minst mangelen på materiale med nok ekstreme k-verdier. Vi vet helt sikkert at krympingen vil møte veggen før vi har ledninger bestående av enkeltatomer som perler på en snor. Vi er bare usikre på når.

 

Derfor opereres det med prognoser for hva man kan hente ut av fremtidig teknologi. Omtrent som oljebransjen har prognoser for hvor mange og store oljereservoarer som vil oppdages i framtida og forbedringer i utnyttelsesgrad grunnet ny teknologi. Men akkurat som i CPU-industrien så vil hverken ny teknologi eller nye oppdagelser gi ubegrenset utvikling i all fremtid. En gang vil man møte få et mykt møte med en ugjennomtrengelig vegg. Man kan presse på veggen uten å komme nevneverdig lengre.

[tåa]

Når vi er inne på dette med atomstørrelser: Hvor mange atomer består en enkelt transistor av i dag? Mitt (trolig unøyaktige) regnestykke sier ca. åtte ved 45 nm-teknologi, men jeg nå vet ikke jeg helt hvilke forutsetninger jeg skal sette.

[Simen1]

Et silisiumatom er ca 0,22 nm i diameter. I dagens transistorer er de fineste detaljene i transistorene (gate oxide) bare noen få atomer tykt. Selve transistorene er en god del større enn 45nm men ledningene mellom transistorene kan være ned til 45nm brede.

[tåa]

Ok. Har hørt noe om det tidlige. Lurer på om det ikke var du som hadde skrevet det attpåtil. Så hvor mange menes med "noen få"? 5, 10, mer, mindre?

[Simen1]

Jeg fant ut nå: Anandtech sier gate oxide var på 1,2 nm = 5 atomer på intels 90 og 65nm prosess. På 45nm er det vel ennå tynnere. Kanskje 4 atomer?

 

Problemet med så tynne sjikt er ikke bare at det er vanskelig å produsere men også at elektroner lett finner veien forbi denne "barrièren" og lekker strøm. Jo kortere avstand jo mer lekkasje. Allerede i dagens 65 og 45nm prosessorer står lekkasjene (fra flere plasser enn bare gate) for over halvparten av effektforbruket til prosessorene.

[Dragavon]

Hvorfor er det f.eks akkuratt 45nm? Hvorfor ikke 40nm, eller 50nm? Og akkuratt 32nm, hvorfor ikke 30nm?

 

Blir ikkje det bestemt av bølgelengden på laseren de bruker til å etse mønster i silisiumen med? Eller er eg helt på jordet? Feil jorde?

[tåa]

Fire atomer, ja. Da er nok grensen snart nådd.

 

Hva går slike lekkasjer ut på, egentlig? Eller er det håpløst å forklare for folk som ikke har inngående kjennskap til fysikk? (Jeg har hatt 2FY og 3FY, da, hvis det hjelper.)

 

Endring: Mente vel egentlig fysikk.

Endret 5. mars 2008 av tåa

[Bolson]

Håper de klarer å ta litt igjen på Intels forsprang med dette.

 

Så veldig mye ytelsesforsprang tar de nok ikke igjen. 65 -> 45 nm gir vel ca 8 - 10 % i ytelsesøkning på samme klokk og mulighet til å nå høyere klokkehastighet. Men når Intel sikkert klarer å få Quad Core opp i 3,4 - 3,8 Ghz, så skal det litt å ta igjen selve ytelsesgapet.

 

Viktigere er at 45 nm produksjonsteknologi gir lavere enhetskost pr CPU. Forutsetter vi at en 300 mm wafer koster omtrent det samme å produsere i 45 nm som 65 nm (ser bort fra kostnadene ved å utvikle produksjonsteknologien og investeringer). Dersom man får 400 stk på 45 nm kontra 200 på 65 nm så ser man at dette er en solid reduksjon i kostnad. I og med at salget av CPU-er er så stort i antall, blir det svært mange enheter å fordele store utviklingskostnader og investeringer på, så fullkost pr enhet går også ned. Så priskonkurranse i lav og mellomsegmentet driver nok utviklingen av produksjonteknologi mer enn spørsmålet om store ytelsesgevinster. Hadde det ikke vært kostnadsbesparende i tillegg til å gi ytelse og "kaldere" CPU-er, - så hadde man nok satset utviklingskronene på andre områder.

 

Så for AMD betyr 45 nm nok mest når det gjelder potensiell inntjening. Kombinasjonen av noe bedre ytelse og lavere kostnad er fundamentalt for den som er "underdog". Man kan da prise seg mer attraktivt uten å tape betydelige beløp.

 

Generelt gjelder det omtrent alle bransjer som driver med "vare"-produksjon med høy grad av teknologi i produksjonen. Henger man for mye etter på produksjonsteknologi, så er det raskt fare for at man er ute av dansen. Dette er også en vesentlig årsak til den kraftige konsolideringen i enkelte bransjer.

[G]

Enda mer off-topic: hvor kan man få tak i wafere, om man vil ha det hengt på veggen for eksempel? CPU-produsentene bruker vel vanligvis waferne sine på nytt for gjenbruk om de ikke går gjennom kvalitetstest, sant?

 

Wafere med kjerner altså.

Vet ikke helt riktig hvor du får kjøpt slikt. Du må vel spørre deg fram. Og skal du bare ha 1 stykk så blir du kanskje ikke noen spennende kunde.

 

Jeg mener å ha lest/hørt at slike wafere med feil jo kasseres, men at de ikke kastes. Produsenter av solcellepaneler er meget interessert i slikt avfall, som de kan resirkulere til bruk i sin solcelleproduksjon. Kanskje det er den rette plassen å gå. Eller du kan jo henge ett solcellepanel på veggen, men det er kanskje ikke like tøft.

[Frijazz]

Det er ekstremt viktig å ha en sånn kilde slik at det ikke danner seg flere krystaller på en gang som vokser inn i hverandre. Da blir krystallstrukturen både i vilkårlig retning og man kan få skilleflater mellom flere krystaller.

Interessant beskrivelse av hvordan silisiumstavene dannes.

Det er nok ønskelig med monokrystallinsk silisium for å unngå flere kystaller som vil kunne danne flere krystallflater ja. Prisen på silisium er vel ikke så stiv siden det finnes store mengder kvarts på jorden?

[Blåbær]

Problemet er renheten på silisiumet som gjør den så dyr, ikke metallet i seg selv.

[minimum payne]

jeg spår at fremtidige cpuer faktisk vil øke i størrelse, og heller kjøre på høyere volt/frekvens.

[Simen1]

Enda mer off-topic: hvor kan man få tak i wafere, om man vil ha det hengt på veggen for eksempel? CPU-produsentene bruker vel vanligvis waferne sine på nytt for gjenbruk om de ikke går gjennom kvalitetstest, sant? Wafere med kjerner altså.

De får du neppe tak i. Det gir lekkasje av informasjon om yield til konkurrentene.

 

Skivene resirkuleres ved at de smeltes om til solselle-silisium (lavere renhet).

 

Fire atomer, ja. Da er nok grensen snart nådd.

 

Hva går slike lekkasjer ut på, egentlig? Eller er det håpløst å forklare for folk som ikke har inngående kjennskap til fysikk? (Jeg har hatt 2FY og 3FY, da, hvis det hjelper.)

 

Endring: Mente vel egentlig fysikk.

Egentlig skal det være perfekte elektriske isolasjonsmaterialer mellom lederne sånn at man ikke får kortslutninger. Når isolasjonsmaterialet blir så tynt som nå så vil selv de beste materialene lekke litt strøm. Omtrent som en demning som får stadig tynnere vegg mellom vannmassen og dalen nedenfor. Etter hvert pipler det ut både her og der. Spenningen i prosessoren (f.eks 1,3V) kan sammenlignes med vanntrykk. Jo høyere spenning jo mer lekkasje og større er sjansen for at det bryter gjennom isolasjonen. Det er på grunn av tynnere isolasjon at spenningene på brikken må senkes. Det begrenser faren for gjennomslag (elektromigrasjon) og lekkasjene. På så små avstander er det en del kvantemekaniske effekter som får elektroner til å sprette litt hit og dit og plutselig kan få de over på andre siden av isolasjonen (lekkasjer).

 

Vi har ikke nådd veggen ennå men vi vet vi nærmer oss den for hver krymping. Når det ikke går an å krympe mer tror jeg det blir en pause i prosessutviklinga før de klarer å bygge flere lag i høyden. Etter hvert som det går fremover så tror jeg det kan bli populært med litt større detaljer igjen. F.eks at de forstørrer kretsene ett hakk eller to for å minke lekkasjer og heller bygge mer i høyden. Moores lov om antall transistorer per brikke kan altså fortsette selv om krympingen stopper opp.

[Simen1]

Interessant beskrivelse av hvordan silisiumstavene dannes. Det er nok ønskelig med monokrystallinsk silisium for å unngå flere kystaller som vil kunne danne flere krystallflater ja. Prisen på silisium er vel ikke så stiv siden det finnes store mengder kvarts på jorden?

Kvarts er det nok av i massevis. Det er svært billig å produsere også (10 kr/kg eller noe sånt). Problemet er bare at 98% renhet er langt i fra nok for både solceller og elektronikk. For solceller kreves en renhet på ca 99,9999% mens for elektronikk kreves ca 99,9999999999%. Det er renseprosessene som er de virkelig dyre leddene.

[MrLee]

En sånn wafer er rett og slett nerde-porno. Tenk å ha en sånn på veggen!

Jeg har faktisk en wafer hengende på veggen her, dog, ikke AMD og bare 8" stor.

 

 

mange på ebay... http://search.ebay.com/search/search.dll?f...&category0=

[truba]

En sånn wafer er rett og slett nerde-porno. Tenk å ha en sånn på veggen! I tillegg fantastiske briller på mannen og.

 

Også er det jo veldig fint at AMD er i rute!

 

håhå er det sånn du sitter å glaner på når du er på jobb?

[Nord-Skandinav]

En sånn wafer er rett og slett nerde-porno. Tenk å ha en sånn på veggen!

Jeg har faktisk en wafer hengende på veggen her, dog, ikke AMD og bare 8" stor.

 

 

mange på ebay... http://search.ebay.com/search/search.dll?f...&category0=

 

Ah, tusen takk skal du ha=) Mye pent der^^,

[G]

Det finnes kanskje en begrensning for hvor mange lag de kan legge oppå hverandre sett i forhold til å bli kvitt varmen når kretsene kjøres?

 

Kanskje de kjører heatpipes mellom kretslagene. (kanskje ikke så dum en ide)

[Simen1]

Ja, antall lag oppå hverandre begrenses klart av varmeutviklingen og lekkasjestrømmene mellom ledere. Det er derfor jeg gjetter på at det kan bli en liten økning i antall nm når/hvis de går til design med transistorer i flere lag. Per i dag er transistorene bare i ett lag og ledningene mellom dem er i inntil 13 lag.

 

"Heatpipes" mellom kretslagene har vært foreslått og er på forskningsstadiet. (Muligens kommersialisert i noen svært spesielle kretser allerede) Det heter Microfluidics og nanofluidics og det fungerer best til å fordele varme innad på brikkene. Dvs. fra svært varme punkter og ut til litt kjøligere deler av brikkene. En variant kan kombineres med fordampning fra enden på mikrokanalene og dermed være en integrert fasekjøler, omtrent som vi kjøler kroppen ved å skille ut svette fra svettekjertler. Den metoden tror jeg fungerer dårlig for brikker med 100W, men kanskje for de med 10W?

[G]

Stilig. Men, blir det helt tett. Risikerer de at materialet som leder væsken/gassen kan svette? Hva med å blø ut luftbobler fra systemet, blir det en enkel sak, eller en vanskelig?