Innovatie & Strategie

Infrastructuur
In Intels chipfabriek

Intel: Moore's Law is niet dood!

Voortgang meten in nanometers geeft een verkeerd beeld van de vooruitgang, zegt Intel.

Een medewerker in Intels D1x-chipfabriek in Hillsboro, Oregon. © Intel,  Walden Kirsch
30 maart 2017

Voortgang meten in nanometers geeft een verkeerd beeld van de vooruitgang, zegt Intel.

Intel heeft steeds meer tijd nodig om de volgende generatie processors op de markt te brengen. Maar wie daaruit de conclusie trekt dat Moores Law dood is, vergist zich volgens Intel.

Al in de begindagen van de chipfabricage, in de jaren 60 van de vorige eeuw, constateerde Gordon Moore dat het aantal transistoren dat op een gegeven oppervlak kon worden geplaatst om de anderhalf jaar verdubbelde, en dat de kosten van chips per transistor gerekend daarmee halveerden. Moore, één van de oprichters van Intel, voorspelde dat de chipsindustrie dat tempo van miniaturisatie voor de voorzienbare toekomst zou volhouden, en daarmee was de wet van Moore geboren.

Later paste Moore de frequentie van halvering van de omvang van transistoren aan naar twee jaar. Maar zelfs met die aanpassing hield de chipindustrie het tempo van verdichting langer vol dan menigeen had verwacht. Al vergde dat wel de nodige inventiviteit van de chipindustrie, met name toen rond de eeuwwisseling de miniaturisatie zo ver was gevorderd dat de lekstromen een probleem werden. De redding kwam onder andere uit toepassing van andere materialen met betere geleidingseigenschappen voor de transistorpoorten dan het siliciumoxide waar de chip zelf uit werd gefabriceerd, en uit de overstap naar een driedimensionale opzet op transistorniveau waarbij het contactoppervlak tussen de poort en de siliciumoxide-onderlaag vergroot werd door die onderlaag als het ware als een pin het poortmateriaal te laten steken – waardoor er per poort minder ruimte nodig was. Trigate-technologie noemde Intel dat; het introduceerde deze techniek in 2012 in de 22 nanometer-processors.

 

Bij de overstap van 14 naar 10 nanometer haalt Intel vergelijkbare verbeteringen uit de kast. Het heeft bijvoorbeeld de afstand tussen logische cellen – een groepje transistors dat een logische poort vormt – weten te halveren. En op transistorniveau zorgt een aanpassing in de aansluiting van de poort op de verbindingswegen van de chip voor extra mogelijkheden tot verdichting.

Het resultaat daarvan is, dat de transistordichtheid in de 10 nanometerchips ten opzichte van de 14 nanometergeneratie niet verdubbeld, maar groeit met een factor 2,7. Bij de overstap van 22 naar 14 nanometer was die toename ook al 2,5.

Intel ziet intussen met lede ogen aan dat andere chipfabrikanten een voorsprong claimen bij de overstap naar kleinere spoorbreedtes in hun chips. Qualcomm brengt momenteel al een 10 nanometerprocessor op de markt, de Snapdragon 835. In het van Samsung overgenomen chipontwerp worden de problemen van miniaturisatie op andere wijze opgelost dan Intel doet. In feite wordt er gewoon meer tussenruimte tussen de transistoren aangehouden. De Snapdragon 835 is qua processordichtheid volgens Intel vergelijkbaar met zijn eerste 14 nanometerprocessor van 3 jaar terug.

Mark Bohr van Intel pleit om die reden voor een andere methode om de dichtheid weet te geven dan de nu gebruikelijke telling in lineaire grootte van de details in nanometer. Want wat eigenlijk telt is het aantal transistors op een gegeven oppervlak. Bohr stelt daarom voor om voortaan het aantal transistoren per vierkante millimeter te vermelden. Dat aantal vaststellen is niet helemaal zonder problemen – Bohr zegt daar meer over op het Intel-blog – maar het is volgens hem wel een eerlijker, helderder methode.

Intel ligt op dat vlak een straatlengte voor.

Zoals het plaatje laat zien komt Intel in de 10 nanometergeneratie net boven de 100 miljoen transistors per vierkante millimeter. Het 22 nanometerprocedé reikte tot 15,3 miljoen transistors per vierkante millimeter, het huidige 14nm procedé pakt 37,5 miljoen transistors in een vierkante millimeter.

De kans dat de concurrentie dit een leuke voorstelling van zaken vindt, is niet zo groot. Intels concurrenten komen bij hun 14 nanometerprocessors niet verder dan 28 miljoen transistors per vierkante millimeter. Intel verwacht dat die concurrenten met hun 10 nanometerchips niet verder komen dan 50 miljoen transistors per vierkante millimeter. Maar dat Intel dit voordeel gaat proberen uit te buiten, dat staat wel vast.

Lees meer over
Zie ook Innovatie & Strategie op AG Connect Intelligence
2
Reacties
TP 04 april 2017 09:14

Doe eens wat aan de typefouten, lees je tekst na voor het posten...
- "Moores" --> "Moore's"
- "chipsindustrie" --> "chipindustrie"
- "verdubbeld" --> "verdubbelt"
- "weet" --> "weer"

cyberiad 03 april 2017 22:43

Net als vroeger: toen ging AMD ook reclame maken dat hun processoren sneller waren dan die van Intel. Niet door het echte aantal MHz, maar door het vermelden van de "virtuele" kloksnelheid. Ach ja, reclame. Je weet dat je bedonderd wordt, maar waar nu precies ....

Reactie toevoegen