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High-K

鎖定
由於二氧化硅(SiO2)具有易制性 (Manufacturability),且能減少厚度以持續改善晶體管效能,因此過去40餘年來,處理器廠商均採用二氧化硅做為製作柵極電介質的材料。
中文名
High-K
外文名
High-K
材    料
二氧化硅
公    司
英特爾
實    質
技術
材料簡介
High-K究竟是什麼神奇的技術?這要從處理器的製造原料説起。
由於二氧化硅(SiO2)具有易制性 (Manufacturability),且能減少厚度以持續改善晶體管效能,因此過去40餘年來,處理器廠商均採用二氧化硅做為製作閘極電介質的材料。
當英特爾導入65納米制造工藝時,雖已全力將二氧化硅柵極電介質厚度降低至1.2納米,相當於5層原子,但由於晶體管縮至原子大小的尺寸時,耗電和發熱亦會同時增加,產生電流浪費和不必要的熱能,因此若進一步減少厚度,柵極電介質的漏電情況勢將會明顯攀升,令晶體管的尺寸遭遇極限。
為解決此關鍵問題,英特爾正規劃改用較厚的High-K材料(鉿hafnium元素為基礎的物質)作為柵極電介質,取代沿用至今已超過40年的二氧化硅,此舉也成功使漏電量降低10倍以上。
另與上一代65納米技術相較,英特爾的45納米制程令晶體管密度提升近2倍,得以增加處理器的晶體管總數或縮小處理器體積,令產品較對手更具競爭力,此外,晶體管開關動作所需耗電量更小,耗電量減少近30%,內部連接線 (interconnects) 採用銅線搭配 Low-k電介質,順利提升效能並降低耗電量,開關動作速度加快 約20%。
High-K High-K
由於High-k柵極電介質和現有硅柵極並不兼容,英特爾全新45納米晶體管設計也必須開發新金屬柵極材料,新金屬的細節仍屬商業機密,英特爾現階段尚未説明其金屬材料的組合。
採用45納米工藝製造的Penryn處理器在服務器產品線中被命名為Xeon 5400,屬於英特爾第二代四核處理器,主頻最高 3.16GHz,二級高速緩存最高12 MB。英特爾的演示顯示,相比四核英特爾至強5365處理器,在基於 SPECjbb2005 發佈/測量的數據中,四核英特爾至強x5460系列處理器可在相同平台提供25% (1.25x) 的性能提升。結合英特爾向後兼容的 VT FlexMigration技術 使用,還可以將服務器虛擬化集羣實時移植到選定的現有及所有未來英特爾至強處理器上。