Intel meldt doorbraak in transistor ontwerp

Reuters vertelt ons dat Intel een nieuwe manier heeft bedacht om transistors te bouwen. De Intel TeraHertz transistor is zo gemaakt dat hij veel minder warmte produceert c.q. energie verbruikt. Ook handig is, is dat dit nieuwe type transistors relatief makkelijk te produceren is. Een groot probleem van huidige transistors die kleiner en kleiner worden is zogenaamde current leakage. Dit houdt in dat sommige elektronen de verkeerde weg nemen in de processor wat als gevolg rekenfouten, warmteproductie en in het ergste geval een gesmolten processor oplevert.

Intel heeft dit probleem grotendeels opgelost. Door het gebruik van een soort van geavanceerde SOI (silicon-on-insulator) techniek worden elektronen op het rechte pad gehouden. AMD en IBM zijn ook druk bezig met SOI processors, maar wat Intel heeft ontworpen is net een stapje geavanceerder. Deze kan namelijk off-state leakage voorkomen (het doorlaten van elektronen als de transistor “uit” staat). Dit scheelt maar liefst een factor honderd aan leakage current vergeleken met IBM’s techniek.

Daarnaast gaat Intel het silicondioxide vervangen door een ander, nog niet bekend materiaal. Ook dit materiaal voorkomt stroomlekken. Vergeleken met silicondioxide verminderd dit materiaal "gate leakage" met een factor 10.000 .

Dankzij deze twee verbeteringen kunnen processors gemaakt worden met 25 keer meer transistors en een 10 keer zo hoge clocksnelheid terwijl het energiegebruik hetzelfde is gebleven. De eerste processors die gebruik maken van deze technieken kunnen begin 2005 al verwacht worden aldus Intel.

Met dank aan Paradiddle voor de tip.

Reacties (79)

[Verwijderd]

Mooie technieken maar de rest van de hardware lijkt wel stil te staan, de hd en het geheugen zijn nog steeds de vertragende factor. Zie het al voor me 10 Ghz proc met 266 Mhz geheugen, dat levert nog grote multipliers op, hopelijk wel te unlocken , maar ook dit soort dingen helpen de geheugenbanken omhoog, minder fouten kleiner minder warmte goeie resultaten. Nu nog wachten op sneller HD's en dan kunnen we de komende jaren nogal wat leuke snelheden verwachten

[Tijger]

er staan Serial ATA aan de horizon, Hyperband transport, AGP 8x, hogere DDR and RDRam snelheden enz. enz. dus ik denk dat we tegen de tijd dat processors inderdaad op 10Ghz zitten we ook met een totaal andere architectuur te maken zullen hebben.

[Verwijderd]

en nog steeds de immer trage 3,5" floppydrive.

[Tijger]

Ik geloof dat Intel recentelijk besloten heeft dat die, samen met COM poorten, er nu toch echt uit gaan.

[Verwijderd]

Heb jij die nog steeds in je PC zitten dan ?? Ik heb in navolging van Apple I-mac maar eens besloten om te kijken hoe lang ik zonder kan, lukt nu al een jaar. Zelfs Linux kan je gewoon vanaf CD-rom booten tegenwoordig en verders fik ik alles wat ik nodig heb gewoon op CD. Moet ik eerlijkheidshalve wel vermelden dat ik de beschikking heb over een floppenstation via mijn netwerk, maar dat heb i tot dusver niet gebruikt....

[tweakerbee]

Dan moet er IMHO toch nog een leuk alternatief komen wat ook in DOS te beschrijven is! Standaard ondersteuning uiteraard. Maw, het moet zoals een floppy werken. Kan LS120 dan toch nog een succes worden?

[Tijger]

Helaas, ik kan nog niet zonder, mijn Psion moet en zal een Com poort hebben en mijn bios updates lopen ook niet echt soepel vanaf de cd

[Verwijderd]

Die werken tegenwoordig ook al met usb. Tegen de tijd dat intel afstapt van de com-poorten ben je toch al aan een nieuwe psion toe.

[bolleh]

er staan Serial ATA aan de horizon, Hyperband transport, AGP 8x

van AGP 8X verwacht ik heel erg weinig, laat ze eerst maar eens agp 4x goed benutten. alleen de nieuwe features van agp 8x lijken me interessant, zoals 2 agp poorten. mischien dan wel met dual head kaarten 4 monitoren

[P5ycho]

Over HDs gesproken, het wordt tijd voor een geheugencontroller(SCSI) met 8 1GB DIMM sloten, dan heb je geen HDs meer nodig... accuutje erbij en klaar is Tweaker.

[cc bcc]

Bestaat al lang hoor: Platypus QikDRIVE met 512 tot 8 gig aan ram, te gebruiken als harddisk... 110 MB/sec. Wordt in een pci slot geinstalleerd. En je kan er meerdere installeren als je geld over hebt...

edit:
linkje: www.platypus.net (ik kon niet vinden wat ze kosten, lijkt me cool voor swapfiles en videobewerking. Ze hebben een voeding, dus data blijft staan...)

[RobT]

Hmm, onduidelijk verhaal.
Moet de koers van het aandeel weer eens omhoog omdat ze hun opties weer mogen incasseren?

Een groot probleem van huidige transistors die kleiner en kleiner worden is zogenaamde current leakage. Dit houdt in dat sommige elektronen de verkeerde weg nemen in de processor wat als gevolg rekenfouten, warmteproductie en in het ergste geval een gesmolten processor oplevert.

Current leakage is een beetje vervelend, maar met koeling kan je de negatieve effecten (verhitting) grotendeels tegengaan, en met goede koeling gaan procs echt niet 10x zo snel, de gate capaciteiten zijn echt niet klein genoeg om zoveel sneller te gaan (en de weerstanden van de interconnects ook niet).
En dat er rekenfouten komen door leakage,... hmmm hopelijk in de huidige ontwerpen niet, lijkt me niet zo waarschijnlijk. Misschien is dit meer aan de orde voor 0.10um technologie?

Deze kan namelijk off-state leakage voorkomen (het doorlaten van elektronen als de transistor “uit” staat). Dit scheelt maar liefst een factor honderd aan leakage current vergeleken met IBM’s techniek.

Lijkt me gewoon een geval van 'sub-threshold' oftewel 'weak inversion' geleiding.
Hoe ze die willen verkleinen is me echt niet duidelijk, er is nou eenmaal onder de drempelspanning een soort exponentieel gedrag van ladingsdragers tov de gatespanning mogelijk (vergelijkbaar met bipolaire transistoren, en niet kwadratisch zoals MOSFETs in 'strong inversion')

Vergeleken met silicondioxide verminderd dit materiaal "gate leakage" met een factor 10.000

??? Gate leakage door de SiO2 laag komt in het geheel niet voor, als je de spanning niet te hoog opvoert.... Een gate is een capaciteit, heeft geen weerstand naar het kanaal.
Of ik moet me sterk vergissen...

Oh ja, kan de link bij Reuters ff niet openen (komt geen verhaal), dus kijk hier:
http://www.newstream.com/cgi-bin/display_story.cgi?4 469
(zou hetzelfde verhaal moeten zijn).

Intel scientists believe that by 2007 the Terahertz Transistor -- which switches on and off a trillion times a second -- may help make computing devices 10 to 15 times faster than today's most powerful computers. And they'd eat up less electricity, too.

Met andere woorden, met deze technologie komt de techniek op het niveau dat normaal is volgens de wet van Moore. Dus helemaal niet zo spectaculair, ze hebben alleen bepaalde dingen weten op te lossen/in te vullen in het plaatje dat past bij het jaar 2007...

Oh ja, nog iets: in huidige 0.18um CMOS processen kan je ook transistoren maken die schakelen met een snelheid van 70GHz. Maar een enkele digitale poort (gate) is nog geen complete cpu.....

Verder wel goed natuurlijk, ongeacht mijn kritische kanttekeningen, het gaat de goede kant op (sneller, goedkoper, beter, zuiniger, ik wil ik wil... )

[Verwijderd]

*Katoink*

..., aldus RobT Einstein

[TD-er]

En dat er rekenfouten komen door leakage,... hmmm hopelijk in de huidige ontwerpen niet, lijkt me niet zo waarschijnlijk. Misschien is dit meer aan de orde voor 0.10um technologie?

Ik denk dat je het meer moet lezen als dat er bij de huidige techniek de kans op fouten een heel stuk groter wordt, wanneer ze de frequentie omhoog gooien naar de waarden die nu haalbaar zullen worden met deze nieuwe technologie.
Oftewel wanneer een CPU, op z'n door de fabrikant bedoelde frequentie draait ( > ), dan is de kans op een rekenfout verwaarloosbaar klein. Alleen wanneer je 'm op een hogere frequentie laat draaien dan neemt de kans op fouten vrij snel toe.
Bij deze nieuwe techniek zal deze kans dus veel kleiner zijn.

Current leakage is een beetje vervelend, maar met koeling kan je de negatieve effecten (verhitting) grotendeels tegengaan, en met goede koeling gaan procs echt niet 10x zo snel, de gate capaciteiten zijn echt niet klein genoeg om zoveel sneller te gaan (en de weerstanden van de interconnects ook niet).

Mischien dat de CPU's van de toekomst niet meer op een "traditionele" manier worden opgebouwd, en dat een "cel" dus niet meer bestaat uit een condensator met een transistor.

Gate leakage door de SiO2 laag komt in het geheel niet voor, als je de spanning niet te hoog opvoert.... Een gate is een capaciteit, heeft geen weerstand naar het kanaal.
Of ik moet me sterk vergissen...

Ik kan je volgen, als beide platen van de gebruikte condensator aan weerskanten zitten van de SiO2 laag.
Maar een gate heeft toch altijd een weerstand? zij het dan in de orde van 100 MOhm.
Verder heb je nog aanvoerleidingen die mogelijk wat stroom lekken, mar dan heb je het niet meer over "gate leakage" volgens mij

Oh ja, nog iets: in huidige 0.18um CMOS processen kan je ook transistoren maken die schakelen met een snelheid van 70GHz. Maar een enkele digitale poort (gate) is nog geen complete cpu.....

Er staat in de text dat deze transitor kan schakelen op 1000 GHz. Dit is ongeveer 14x de snelheid van die transitor waar jij het over hebt.
Deze schakelsnelheid is nu nog niet nodig voor de huidige CPU's, maar het geeft dus wel aan dat met de techniek het dus mogelijk is dat CPU's 14x sneller kunnen worden dan wat met de huidige techniek mogelijk is.

[vargo]

Ik had dit berichtje vanochtend al bij de automatisering gids gelezen. Daar hadden ze het al over het produceren van terraherz processoren binnen 5 a 6 jaar!
Linkje:
http://www.automatiseringsgids.nl/news/default.asp?n wsId=14919

[Tijger]

Ja natuurlijk kan dat, maar een processor is nog geen CPU.

Da's een beetje een spraakverwarring omdat je wel degelijk een simpele processor kan maken die nu al op 10Ghz draait alleen een CPU is iets meer als alleen maar een processor.

[Universal Creations]

Ik vind het altijd frapant dat ze in dit soort sectors altijd "net op tijd" een nieuwe technologie ontdekken die ze weer verder helpt.
Er is nog nooit een technologische stilstand geweest, maar ook nog nooit een revolutionaire sprong vooruitwaarts (althans sinds de 286 ofzo) wat er op duidt, dat ze eigenlijk wachten tot de tijd rijp is.

Dit in ogenschouw nemend, denk ik dat Intel, AMD, IBM, etc allang dingen hebben uitgevonden die pas over 5-10 jaar gaan toepassen, om te voorkomen dat ze alle tussenprodukten niet kunnen verkopen.

[Qwerty-273]

Deze bedrijven hebben gewoon een aantal 'kleine' ontwikkel afdelingen. Deze ontwikkelen allerlei leuke dingen. Alleen is het wel de vraag of het ontwikkelde proces nu al betaalbaar kan worden ingezet en of het wel geschikt is voor massa productie.

Je kan wel een leuke dingen ontwerpen, maar als deze op dit moment nog te veel kosten zou opleveren dan het eind product waard is dan wordt dat gewoon even tijdelijk aan de kant gelegd. En kan altijd worden gebruikt wanneer men andere productie methoden die wel betaal baar zijn hebben uitgevonden.

Daarnaast is het ook zaak om niet in 1 keer je concurrentie weg te vagen. Nu weet je van elkaar waar je ongeveer op kan wachten. Als je echter nu bv. een proc die lage < ?? aantal klok tikken voor bewerking ??> en een hoge kloksnelheid heeft introduceerd die ook betaalbaar zou zijn dan zou je de concurrentie weg vagen, alleen is dit product compatible en wat zijn de verdere toekomst plannen.

[Aphax]

Hele intressante opmerking, maar ik hoop dat de 'race' tussen AMD en Intel dit effect misschien wat verminderd, hoewel AMD nog niet eens in de buurt van Intel is, lijkt het me niet onmogelijk dat AMD ook zo'n ontdekking zou kunnen doen right?

[Heerlijkedag]

Universal Creations,
dus JIJ denkt dat Intel AMD, IBM, etc alláng dingen hebben uitgevonden die pas over 5-10 jaar gaan toepassen, om te voorkomen dat ze alle tussenprodukten niet kunnen verkopen?

Ik weet dat wel zeker.
Bewijs
Bewijs2, dus dat lijkt me een duidelijk feit.

[Swinnio]

Wat je hier even over het hoofd ziet, is dat er tussen het demonstreren van 1 3,5 GHz P4 en het daadwerkelijk (massa)produceren plus het stabiel krijgen van een verkoopbaar systeem nog wel een behoorlijke tijd zit.
Pas na uitgebreide test kunnen nieuwe producten werkelijk op de markt worden gebracht.
Die andere link is nog minder bewijs. Dat je iets op een roadmap hebt staan, betekent niet automatisch dat je het al productieklaar op de plank hebt liggen. Er staat notabene bij dat er nog technische hindernissen moeten worden overwonnen.
Ik krijg zo de indruk dat je weinig kaas gegeten hebt van R&D, want je trekt compleet de verkeerde conclusies uit beide artikelen.

[yvez]

Als je die stukken even wat beter leest (vooral de roadmap) dan kom je tot een hele andere conclusie.
Bij jouw "bewijs"2 link, staat namelijk dat dit een voorspelling is en dat er nog tal van "technologische uitdagingen moeten worden overwonnen" voordat deze voorspellingen waarheden kunnen worden. Dus dat ze denken dat het zover komt, wil niet zeggen dat het ook gebeurt. Maar in ieder geval zegt het al, dat het er nog niet is. Dusss
En over bewijs1, daar moest ik echt 3 keer naar kijken voordat ik begreep waarom je dat als "bewijs" beschouwde. Opeens begreep ik het, omdat het al bestaat, moeten ze het uitbrengen. En omdat ze het niet doen, dan komt dat omdat ze de winst op "oude" producten nog willen pakken. Nou, ik begrijp die dus compleet niet. Ik bedoel, auto's op waterstof bestaan ook al, maar waarom rij jij daar nog niet in? Omdat bmw eerst de winsten op de oudere modellen willen hebben??? Nou nee dus, omdat deze modellen nog veeeels te duur zijn om geproduceerd te worden en omdat er misschien nog tal van andere struikelblokken zijn.
Dat Intel dus een P4 al op 3,5 ghz heeft draaien, betekent niet dat ie dan al meteen geschikt is om de massa productie in te gaan. Kijk bijvoorbeeld alleen maar naar de prijs. Een P4 2ghz kostte een week of wat geleden nog steeds 2 ruggen. Denk dan eens even in hoe duur een nog niet compleet getest compleet ondersteund (etc etc) P4 3,5 ghz nu wel niet zal kosten?
Ik geloof er dus gewoon niet in, dat die "transistor techniek" van intel al 6 jaar bij hun klaar was en dat ze dat dan nu pas zeggen.

[Verwijderd]

bagger, ze hebben misschien die chipjes, maar het maakt nix uit als de overige hardware niet mee kan. De harde shijven enzo zijn gewoon te langzaam. Dit werkt natuurlijk in het voordeel van de chipleveranten, hierdoor kunnen ze de chipverkoop rekken.

[sanderr]

Lijkt mij van niet, aangezien je met development releases te maken hebt. Zegmaar onder ideale omstandigheden. Probeer dat thuis maar eens te creeren.

Het geeft alleen maar een indicatie tot hoe ver het een en ander schaalbaar is met de huidige stand van de techniek

[shotputty]

"om te voorkomen dat ze alle tussenprodukten niet kunnen verkopen."

en zo is het maar net!!

[Blue-eagle]

Klinkt goed, 10 keer zo hoge kloksnelheden als nu. Dus 14 Ghz.?

Daarnaast gaat Intel het silicondioxide vervangen door een ander, nog niet bekend materiaal. Ook dit materiaal voorkomt stroomlekken. Vergeleken met silicondioxide verminderd dit materiaal "gate leakage" met een factor 10.000

Dat lijkt me eigenlijk best sterk, is dat onbekende spul net uitgevonden, of is het gewoon te duur om te gebruiken in de huidige processoren?

Als de prijzen ongeveer gelijk blijven zoals ze nu zijn, vind ik het allemaal best

Edit: 140 ff 14 terug geclockt

[Grrrrrene]

Dat lijkt me eigenlijk best sterk, is dat onbekende spul net uitgevonden, of is het gewoon te duur om te gebruiken in de huidige processoren?

Ik denk eerder dat ze nog niet te behandelen waren. Dat er nog geen procedé was om het materiaal tot processor te vormen.

[Japs]

Inderdaad Grrrrrrene,

Als ik het me goed herinner, is elk elementje op een IC eigenlijk best wel beroerd (vergeleken met discrete componenten): condensatoren in een IC (bijvoorbeeld in RAM) lekken veel meer dan discrete componenten met dezelfde capaciteit.
Weerstandjes en condensatoren kunnen bijvoorbeeld veel beter worden gemaakt met andere materialen. Het gebruik van deze materialen is echter meestal niet mogelijk of maakt het proces zodanig complex, dat de kosten niet opwegen tegen de voordelen.

Het grote voordeel van de IC elementjes is uiteraard hun grootte.

[procyon]

Beste, Blauwe
Hoe kom je bij 140 GHz?
2GHz x 10 = 20 GHz ?

[Verwijderd]

14 GHz? Enneh, de 'clock-loze' processor dan?!

[Luxx]

Er staat alleen dat de transistor de mogelijkheid geven tot een 10 geer hogere kloksnelheid. Natuurlijk heb je dat voordeel als je klokloze procs hebt ook.

Wel blijkt nu dat het dak van de geklokte processoren weer hoger ligt, dus zullen de onderzoeken naar de klokloze variant wel op een laag pitje blijven staan.

[Verwijderd]

Heb jij nu een 14GHz PC thuis staan dan? Dan zou ik graag een kijkje bij je komen nemen

[Blue-eagle]

Hey, ik ben een tweaker of niet?

Sorry, typo in m`n 1e post

[MRic3]

Leuk en aardig dit gaat de goede kant op maar.

Maar wat ze er niet bij vertellen is welke proces ze dit hebben toegepast op het 0,10 of 0,18 micron scheelt nogal. Als je ook nog eens meerekent dat er ook een enorme snelheidswinst zit in die schaalverkleining en dan deze 'insulator' kunnen gebruiken gaat het dubbel zo hard qua GHZ (net of dat zo belangrijk is).

Ik zit echt te niet te w88en op een 10 Ghz processor die 90% van de tijd staat te w88 op gegevens van het geheugen, de HD/CD/DVD of het netwerk... Zorg eerst dat de rest van de hardware een beetje mee kan komen...

[wicher|IA]

dus jij vindt dat Intel moet wachten met doorontwikkelen van proc's, totdat andere bedrijven andere dingen verder ontwikkeld hebben? lekker efficient

[jubeth]

Waar nog bij komt dat het de grootste onzin is,
als je een CPU op 10 GHz hebt lopen, dan
loopt die nog altijd vele factoren achter bij
het transport van electriciteit (en dus data).
De CPU heb je nodig voor rekensommen,
en die merken niets van de snelheden van
andere hardware.
Bovendien, als je een 10 GHz CPU kunt bouwen,
dan kun je deze technieken ook implementeren
in de processing van geheugen en harddisks,
als die nog berekeningen moeten doen.

De beperkende factor blijft voorlopig toch wel de
internet-verbinding. Het geval wil alleen dat echt
alle kleine beetjes helpen, bijv. in de snelheid
van interpretatie en vertalingen van protocols,
bij de beeldschermopmaak etc.

[Chilly_Willy]

Mooie zaak.
Kunnen we nog wat langer voort.

Zo zie je maar dat er altijd wel wat nieuws uitgevonden word om de beperkingen die we tegenkomen te overbruggen.

[Verwijderd]

Het is wel aardig dat dit met IBM's SOI wordt vergeleken alsof het concurrenten zijn, maar SOI is al in gebruik en hier moeten we nog 4 jaar op wachten.

[Verwijderd]

mooie zaak zolang amd er ook maar gebruik van gaat maken ik verwacht tochwel dat we voor het jaar 2005 al 10 ghz proc's hebben

[boner]

jajaja.
denk je niou echt dat INTeL zo maar die dure investeringen aan AMD gaat geven om zodoende de concurrentie op gang te houden. AMD en IBM en MOTOROLA en waarschijnlijk ook HP dienen dit zelf te ontwikkelen. Pas dan is er een concurrent voor intel op dit punt. Nu hebben ze weer een voorsprong.

[Gman]

Als reactie op Martyn:
Ze voeren die snelheden langzaam (ahem) op.
Als ze nu al 10 Ghz kunnen maken (stel dat) dan brengen ze eerst een 2,5 2,7 3,0 etc. Ghz uit.

Marketing....

[BadRespawn]

ze kunnen zeker al 10GHz maken. die brengen ze nog niet uit omdat ie veel te duur zou zijn.
(kijk maar eens naar de prijs/kloksnelheid verhouding van processoren, en reken dan door naar boven)

dankzij ontwikkelende technologie is het over een paar jaar wel mogelijk die rendabel in massa te produceren.

[RetepV]

Yep, ik verwacht dat Intel het gaat licentieren. 1. Ze moeten wel, ze mogen geen monopolie worden. 2. Als ze het licentieren verdienen ze er veel meer geld aan dan als ze het zelf behouden.

[eGo2K]

1. Ze moeten wel, ze mogen geen monopolie worden. 2. Als ze het licentieren verdienen ze er veel meer geld aan dan als ze het zelf behouden.

errr....

mo·no·Žpo·lie (het ~)

1 uitsluitend recht dat men bezit tot het verhandelen of het verrichten van iets => alleenrecht
2 monopoly

1: Wie zegt dat ze een monopolie hebben??.. Ze hebben slechts een VOORSPRONG, wat niet betekent dat ze de enige (maar dan ook DE ENIGE) zijn die daarmee bezig zijn... Heb geduld en AMD & IBM zijn daar ook


2: Licensing??.. Ik dacht het niet... Geen potentiele kopers >> AMD en IBM zijn er al mee bezig... beetje zonde om hun onderzoeken op te heffen en vervolgens (voor veel duurder) een licentie kopen van Intel (waar waarschijnlijk ook nog eens voorwaarden aan zijn verbonden) .. Ik denk dat AMD en IBM verstandig genoeg zijn om verder te gaan met hun onderzoek en misschien zelfs Intel's design verbeteren...

[Verwijderd]

Al maakt AMD er geen gebruik van. Ik lig er niet wakker van. Dan wordt het dus gewoon een Intel.

Ik denk, dat AMD ook wel begrijpt, dat ze geen keus hebben.

[henk jansen]

en als ze minder warm worden kunnen we misschien hoger overklokken

[henk jansen]

/edit

hoezo (troll)

kan ik er wat aan doen dat ik alleen maar aan tweaken denk

[Gman]

Maar vooral ook stabieler!
Wat is OC'en zonder stabiliteit? .. 3x niks