Intel: Ausblick auf 45nm CPUs

Ende April gab es bereits die ersten Muster, jetzt hat Intel offiziell bekanntgeben, als erster Hersteller überhaupt Prozessoren mit nur 45 Nanometer großen Transistoren produziert zu haben. Diese CPUs mit dem Codenamen ‘Penryn’ basieren wie die aktuellen, in 65nm Technik gefertigten Core 2 Prozessoren auf der Core Mikroarchitektur. Allerdings handelt es sich nicht nur um eine einfache Verkleinerung der Strukturen, Intel spricht vom “größten Durchbruch im Transistordesign in den letzten 40 Jahren”.

Statt die Strukturbreite lediglich von 65 auf 45 Nanometer zu verkleinern, setzt Intel beim neuen Produktionsprozess auf eine Kombination neuer Materialien, die Transistor-Leckströme reduziert und die Leistung der 45nm Technologie verbessern soll. Der Hersteller wird für die Isolatorschicht der Transistor-Gates ein neues Material mit hohem k-Wert (high-k) und für die Transistor-Gate-Elektrode eine neuartige Kombination metallischer Materialien verwenden. Transistoren sind winzige Schalter zur Verarbeitung der Nullen und Einsen. Das Gate schaltet den Transistor ein und aus, während das darunter liegende Gate-Dielektrikum ihn als Isolationsschicht von dem Strom führenden Kanal trennt. Die Kombination aus metallischen Gates und high-k Gate-Dielektrikum führt zu Transistoren mit sehr geringem Leckstrom und hoher Rechenleistung. Da immer mehr Transistoren auf ein einziges Stück Silizium gepackt werden, suchen die Hersteller nach Möglichkeiten zur Verringerung des Leckstroms. Mit der Implementierung von neuartigen high-k und Metall-Gate Transistoren für die 45nm Prozesstechnologie werden laut Intel noch schnellere und zugleich energieeffizientere Multi-Core-Produkte möglich.
Nach Angaben von Intel wird ‘Penryn’ als Dual-Core Modell über 410 Millionen Transistoren verfügen, während das Quad-Core Modell sogar die doppelte Anzahl besitzt. Zum Vergleich: ein Core 2 Duo (2 Kerne) besteht aus 298 Millionen Transistoren.
Die größere Anzahl an Transistoren lässt schon erahnen, dass ‘Penryn’ gegenüber dem aktuellen Prozessorkern ‘Conroe’ erweitert wurde. Die meisten Transistoren werden laut Intel für die Vergrößerung des internen Cache verwendet (bis zu 12 MByte), aber im Vergleich zur Core 2 Familie beherrschen die ‘Penryn’ CPUs auch etwa 50 neue SSE4 Instruktionen, die die Funktionalität und Leistung im High-End und Multimedia-Bereich erweitern sollen. Außerdem erhält ‘Penryn’ eine verbesserte Energieverwaltung und kann höher getaktet werden.
Die ersten ‘Penryn’ Prozessoren sollen Ende dieses Jahres im LGA775 Sockelformat erhältlich sein. Ob sie allerdings auch in allen aktuellen Mainboards mit diesem CPU-Sockel funktionieren, ist noch offen. Nach Angaben von Intel werden die Mainboard-Hersteller einige kleinere Änderungen vornehmen müssen, um ‘Penryn’ zu unterstützen. Intel will deshalb nicht garantieren, dass die neuen CPUs in allen LGA775 Mainboards laufen. Allerdings wird auch angemerkt, dass die ersten ‘Penryn’ Muster in etlichen aktuellen, unmodifizierten Mainboards und Notebooks funktioniert haben.

Quelle: E-Mail