Test: Intel i7-4960x cpu

Tri-gate transistoren

Ivy Bridge-E er selvfølgelig ikke et skridt tilbage, så derfor har Intel igen valgt at bruge deres Tri-gate transistorer, der for første gang blev introduceret ved lanceringen af Ivy Bridge.

Intel er den sidste lange årrække kommet med en mindre procesteknologi hvert andet år, som det også gør sig gældende her. Med den nye  Tri-gate transistor ser fremtiden også rigtig godt ud for Intel.

Til at starte med vil jeg lige sætte størrelsen en smule i perspektiv. På toppen af en lille nål, kan der sidde over 100 millioner af disse 22 nm Tri-gate transistorer, hvilket samlet set giver hele 1,4 milliarder transistorer i en Core i7 3770K.

Endnu engang set i perspektiv. En transistor har to indstillinger: Tænd og sluk. En styrke ved Tri-gate transistoren er netop at denne kan tænde og slukke meget hurtigere end den traditionelle transistor. En 22 nm Tri-gate transistor kan tænde og slukke over 100 milliarder gange i sekundet. Hvis du skulle stå ved en stikkontakt og tænde og slukke den så mange gange, vil det tage dig over 2000 år.

I en traditionel transistor, en såkaldt 2D transistor bevæger elektroner sig. Når transistoren er tændt vil disse elektroner sætte sig fast til overfladen.

Og når transistoren er slukket, bliver transistoren tømt for elektroner.

Efterhånden som transistoren bliver mindre, bliver det også meget svært at holde elektronerne inde når den er tændt.

Med Intel's Tri-gate transistor har man løftet overfladen, hvor elektronerne gemmer sig når transistoren er tændt.

Med Tri-gate transistoren er det samtidig muligt at tilføje flere "elektro-holdere", hvilket hjælper meget på at få processteknologien ned.

Nu er der også blevet en større overflade hvor elektronerne i transistoren kan sætte sig fast.

Når transistoren derefter bliver slukket, så er der en gate på 3 sider af elektronerne, i stedet for en enkelt, som på 2D transistoren. Dette betyder at det nu tager meget mindre tid at få slukket en transistor.

Den nye måde at lave transistoren på betyder at der også er meget mindre lækage. Grafen viser hvor meget mindre lækage der fremkommer ved forskellige spændinger. Som det kan ses, er 3D transistoren noget bedre til at holde på elektronerne ved lavere spænding (den blå streg) end 2D transistoren (den sorte streg). Dette giver mulighed for en transistor der kan køre med lavere spænding og mindre lækage, hvilket også betyder mindre produktionsteknologi.

Alternativt kan man i stedet for at gøre spændingen mindre faktisk hæve den og få mere ydelse per clock cyclus end en 2D transistor.

Så det er altså muligt med Tri-gate transistoren enten at få mindre lækage samt høje ydelse eller mindre strømforbrug end 2D transistoren kan tilbyde.

Her ser vi en graf der viser at lavere spænding gør transistoren langsommere til at skifte mellem tænd og sluk. Her kigger vi på den allerede eksisterende Sandy Bridge med 32 nm produktionsteknologi og 2D transistorer.

Som jeg skrev i starten, ville det altså have været muligt for Intel at bruge den traditionelle 2D transistor, som ved 22 nm produktionsteknologi også ville have givet noget mere ydelse. 

Tri-gate transistoren har givet utrolig høj ydelse ved endnu mindre spænding end det er muligt med 2D transistoren. Dette betyder også mindre udvikling af varme, hvilket også er grunden til at de store Ivy Bridge CPU'er har en TDP på kun 77 watt.

Som allerede nævnt, så har Tri-gate transistoren givet mulighed for endnu hurtigere at slukke og tænde, dette endda ved en noget lavere spænding.

Hvad kan Tri-gate transistoren så ændre for os brugere? Det kommer lidt an på hvordan Intel vælger at bruge den. Billedet ovenfor viser hvad Intel har planer om at ændre med deres Tri-gate transistor. Til servere ser vi en del højere ydelse samt mindre strømforbrug, hvilket også betyder at lækagen ikke rigtig bliver bedre. Til almindelige computere ser vi igen en hævelse af ydelsen, lidt mindre strømforbrug og igen en smule mindre lækage mellem transistorerne. Til bærbare og tablets bliver ydelsen ikke prioriteret så højt som lavere strømforbrug og mindre lækage bliver. Sidst har vi SmartPhone, hvor ydelsen bliver minimalt forbedret, men strømforbruget bliver en del mindre og lækagen bliver også prioriteret højt.

Intel har indtil nu været foran i udviklingen af nye produktionsteknologier. Intel's rival AMD har GlobalFoundries som leverandør. Dette betyder også, efter hvad vi kan se på billedet, at Intel regner med at være 4 år foran AMD i udviklingen.

En ting jeg spærrede øjnene lidt op for er, at Intel har brugt over 10 år på at få denne Tri-gate transistor i produktion. Ud fra dette kan vi jo kun undre os om hvad Intel har i ovnen lige nu.