AMD en IBM onthullen details over 65nm-procédé

AMD en IBM hebben enkele details onthuld over hun aankomende 65nm-procédé voor de fabricatie van chips. Het 65nm-proces zal gebruik maken van een tweede generatie strained silicium om de schakelsnelheid van transistors met ongeveer 24% te verhogen. Deze nieuwe generatie maakt gebruik van een drietal technieken, embedded silicium germanium, Stress Memorization Technology en Dual Stress Liner. Om lekstromen tussen transistors te verkleinen, zal AMD ook op de 65nm-node gebruikmaken van Silicon-On-Insulator-wafers. Daarnaast zal het proces gebruikmaken van low-k-isolators om verbindingen op de chip van elkaar te isoleren, wat overspraak tussen signalen moet verminderen.

Om strained silicium te maken, wordt er onder hoge temperatuur eerst een laag siliciumnitride over de wafer aangebracht. Als de wafer hierna afkoelt, wordt het onderliggende silicium uitgerekt, daar de siliciumatomen zich met het siliciumnitride verbinden en dit materiaal minder krimpt dan silicium. Deze laag wordt hierna van de wafer afgeëtst. De afzonderlijke siliciumatomen 'herinneren' hun positie echter en het effect van het oprekken blijft dus behouden. N-type-transistors kunnen hierdoor sneller schakelen. P-type-transistors gaan echter langzamer schakelen. Deze techniek wordt ook door Intel gebruikt om N-type-transistors sneller te laten schakelen. AMD en IBM gebruikten deze echter nog niet, daar het erg moeilijk is om deze techniek op een bestaand proces toe te passen.

Om de P-type-transistors sneller te laten schakelen moet het silicium niet worden opgerekt, maar worden ingedrukt. De atomen moet dus dichter op elkaar komen te zitten. Dit wordt bereikt door naast een P-type-transistor een gleuf gevuld met siliciumgermanium aan te brengen, die de P-type-transistor samendrukt. Dit proces heeft AMD en IBM embedded silicium germanium genoemd. Ook deze techniek wordt door Intel gebruikt voor de fabricatie van strained silicium. AMD en IBM gebruikten deze techniek nog niet omdat deze te kostbaar was om toe te passen op bestaande processen.

Wie echter denkt dat het silicium hiermee genoeg is opgerekt en ingedrukt heeft het echter mis. AMD en IBM gebruiken hierna namelijk ook nog een technologie die Dual Stress Liner heet. Het voordeel van deze technologie is, dat deze makkelijk met reeds beschikbare productieprocessen gebruikt kan worden. Het is dan ook niet verwonderlijk dat deze technologie met de komst van de Athlon 64 met de Venice-core op de 90nm-node door AMD al werd gebruikt. De technologie bestaat uit het aanbrengen van een siliciumnitridelaag over de chip die een dichtere structuur heeft dan silicium. Op de plekken waar N-type-transistors zitten, wordt de siliciumnitride weg geëtst, waardoor alleen de P-type-transistors krimpen. Hierna wordt het geheel nog eens herhaald met een siliciumnitridelaag die een minder dichte structuur heeft dan het silicium. Deze laag wordt echter op de plekken van P-type-transistors weg geëtst, waardoor het silicium met N-type-transistors uitzet.

Het lijkt er dus op dat AMD en IBM voor hun 65nm-proces hebben gekozen voor drie bewezen technieken, Silicon-On-Insulator, low-k-isolators en Dual Stress Liner. Daarnaast hebben ze hun Dual Stress Liner-proces weten te combineren met de manier waarop Intel ook strained silicium maakt. In hoeverre dit genoeg is om te kunnen concurreren met Intels innovaties zoals de 'quantum well' transistor en het gebruik van een high-k-diëlectricum als isolator voor de gate zal de toekomst moeten uitwijzen. Hiervoor zullen we wel moeten wachten tot de tweede helft van 2006 als AMD de eerste 65nm-processors zal introduceren.

Reacties (11)

[EaS]

AMD en IBM hebben ook wat cijfers gegeven bij deze informatie. Zo is er een (oppervlakkig) vergelijk mogelijk
tussen de verschillende processen van bijv. Intel en AMD/IBM.

Het betreft cijfers voor de 'drive current' en de 'leakage current'

Hoe hoger de 'drive current' hoe sneller de transistor schakelt.
Hoe lager 'leakage current' hoe minder de lekstroom is (bij niet schakelen).

Intel:

Performance Process (1.0V):
PMOS Drive Current: 710 µA /µm
NMOS Drive Current: 1210 µA /µm
Leakage Current: 100 nA/µm

Low Power Process (1.2V):
PMOS Drive Current: 380 µA /µm
NMOS Drive Current: 660 µA /µm
Leakage Current: 1 nA/µm


AMD/IBM:

Performance Process (1.0V):
PMOS Drive Current: 735 µA /µm
NMOS Drive Current: 1259 µA /µm
Leakage Current: 200 nA/µm

en nog wat andere cijfers van AMD afkomstig:

Process (1.0V):
PMOS Drive Current: 860 µA /µm
NMOS Drive Current: 1145 µA /µm
Leakage Current: 200 nA/µm

Process (1.2V):
PMOS Drive Current: 1030 µA /µm
NMOS Drive Current: 1270 µA /µm
Leakage Current: 100 nA/µm

Allemaal leuk en aardig. Wat het laat zien is, is dat het nieuwe AMD/IBM process (op dit gebied) vergelijkbaar is met die van Intel (niet qua kostenplaatje natuurlijk). Een onderdeel (manufacturing/process) waarin Intel altijd als heer en meester beschouwd werd.

[TheCapK]

Hieruit blijkt dus dat het AMD/IBM proces zorgt voor snellere schakeltijden maar ook voor hogere lekstromen.

Voor wat betreft de vergelijkbaarheid betekent dit dat de Intel processoren dus minder lekstroom hebben, een factor 2 tot 100 keer minder, en daardoor, waarschijnlijk, ook een lagere schakeltijd.

Dit heeft natuurlijk ook gevolgen voor de warmte afgifte van de processoren die, als ik dit goed interpreteer, lager zal uitvallen voor de Intelprocessoren. (immers minder stroom, minder warmteontwikkeling)

Het is nu dus de vraag of die grotere schakelsnelheid, die afhankelijk van het proces tot maximaal 2 maal zo groot is, de grotere warmteafgifte wel waard is. Nu weet ik wel dat het om relatief kleine stroompjes gaat maar vele kleinen maken nog steeds 1 grote!

Het verschil in snelheid is relatief kleiner dan het verschil in lekstromen en is dat de moeite wel waard???

We zullen waarschijnlijk het beste kunnen wachten op de uiteindelijke resultaten om een goed oordeel te kunnen vellen!

[smartsys]

Het enige waar AMD voor betaald is voor het gebruik van de X86 instuctieset en de SSE varianten.

Als AMD een 40 tot 50% marktaandeel zou hebben en een compleet nieuwe instuctieset zou introduceren, zoals Intel met de IA64 (Itanium) heeft gedaan, en deze slaat aan, dan zijn ze pas echt independant van Intel.
Nu pikt AMD in theorie een graantje mee van onderzoek wat ze ooit samen hebben gedaan, maar wat door Intel werd betaald.

AMD heeft potentieel genoeg, maar zolang er in de markt geen behoefte is aan een nieuw platform en AMD niet genoeg markt aandeel heeft om zo'n grote gok te wagen is het niet te verwachten dat AMD met zoiets komt.
Als IA64 echt was aangeslagen en de hele wereld nu hun x86 based servers en pc's zou gaan vervangen en een MS een IA64 versie van Windows zou bouwen, dan zou Intel AMD eenvoudig kunnen vernietigen, door AMD gewoon geen licentie te geven op IA64 of een hele dure.
Lang geleden heeft Intel AMD ernstig onderschat en dat kost hun nu véél geld. Iedere procent marktaandeel voor AMD is er een minder voor Intel en dus ook dollars minder.
Het klinkt raar om te zeggen, maar AMD heeft Intel nodig om te blijven bestaan en de markt heeft AMD nodig om voor nieuwe innovaties te zorgen. Zonder AMD ligt er namelijk veel minder druk op Intel om nieuwe dingen te ontwikkelen.

[martijnvanegdom]

Overstappen naar een ander platform is er voorlopig echt niet nog niet bij..

x86.. het lijkt elkaar keer weer een bottleneck te zijn.. Maar elke keer vinden cpu-fabrikanten er weer een 'oplossingkje' op.

Sterker nog.. Langzaam zie dat er meer en meer gebruikt gemaakt word van x86(-64). Apple stapt nu over, en daarmee zijn eigenlijk alle consumenten en low-end workstation overgelevert aan de gratie van x86.

Daarnaast x86 heeft een dermate grote standaard gevormd dat ik regelmatig mensen hoor die assembly project over aan het zetten zijn naar x86 juist omdat die over een jaar of 20 ook nog zal bestaan. En dat moet van ARM en andere architecteuren nog maar blijvne

[Verwijderd]

dan zou Intel AMD eenvoudig kunnen vernietigen, door AMD gewoon geen licentie te geven op IA64 of een hele dure.

De overeenkomst tussen intel en AMD is dat AMD een vast bedrag betaald voor iedere x86 cpu die ze verkopen (of produceren?) en dat beide bedrijven verder vrije toegang hebben tot elkaars technologieën (SSE, AMD64, etc.)

[siepeltjuh]

Om hier even op door te gaan. Intel wil AMD helemaal niet kwijt. Voor Intel zou het niet zo mooi worden als AMD failiet gaat, dan hebben ze een 99% monopoly, en komen er allemaal regeltjes en instanties enz er mee bemoeien.
Intel wil gewoon op een 85 procent marktaandeel staan, dan is het prima. Die laatste paar procent naar 95>% kost hun ongelooflijk veel geld.
Naast CPU`s (waar ze dus amper meer inkunnen groeien) zitten ze ook nog in genoeg andere markten. Netwerken / video / chipsets etc etc etc.

[Countess]

intel heeft het nooit een naam gegeven, maar beide technieken onder de noemer strained silicium gestopt.
AMD/IBM noemen ze hier allebei apart.

'embedded silicium germanium' is dus een onderdeel van 'strained silicium'

[mieJas]

Ach, elk op zn beurt. Intel met EM64T, nu AMD met embedded silicium germanium

[familyman]

Met al die termen klinkt het helemaal als alchemisten op zoek naar de steen der wijsheid.

[Verwijderd]

Gunstig voor de toekomst ontwikkeling van AMD. Jammer dat ze alleen nog steeds afhankelijk zijn van Intel's patenten, zodat ze nooit echt werkelijk independant worden. Misschien ooit nog eens, ze hebben hard gewerkt sinds hun bestaan aan verbeteringen en hebben geleerd van fouten in het verleden.

In het verlengde daarvan, zou wel eens een nieuw platform ontwikkeld willen zien van AMD, misschien met een alliantie van IBM. Intel brengt ook weinig nieuws voor de rest en blijft ook maar eeuwig voort borduren op hetzelfde. Apple daarintegen vind ik wat verkeerd bezig zijn, ook omdat ze weing innovatief zijn. Hoor altijd wel een hoop mensen klagen dat MS zoveel van APple na-aapt, maar hoor nooit iemand over hoe ze MS idee MCE hebben overgenomen. Alsof dat nu werkelijk zo belangrijk is als je opereert in en professionele wereld.

Maar goed, time wil tell, heb meer respect gekregen voor AMD dan voor menig ander hardware bedrijf de afgelopen en kijk dan ook reikhalsend uit naar hun quad cores, om zo ook steun te geven aan AMD