Chipproducenten Intel har gjort det igen. Opfundet en ny transistor-teknologi, der endnu en gang gør det muligt at krympe en chip med milliarder af transistorer, samtidig med, at chippen bliver hurtigere og mere energieffektiv. Opfindelsen blev offentliggjort på et pressemøde i går i Intels afdeling i San Fransisco.

Teknologien er så langt fremme i udviklingen, at de første processorer med den nye teknologi, 3D Tri-Gate, kommer på markedet allerede til efteråret i 22 nm udgave.

Tri-Gate teknologien er i brug til SRAM-hukommelser, men nu er det lykkedes at modificere den til processor-chips. Processorer-familien har fået kodenavnet Ivy Bridge.

Med betegnelsen 3D kunne man måske forvente, at der var tale om en tredimensionel opbygning af transistorer oven på hinanden, så en chip bliver bygget i flere "etager". Men det er slet ikke det, der er tale om her. Vi skal et niveau længere ned i størrelse.

En helt ny design-parameter
Det er transistorens gate, der nu bygges op i 3D - eller mere præcist: Inversionslaget under gaten. I den eksisterende teknologi er inversionslaget et fladt stykke High-k dielektrisk materiale, som er klemt inde mellem gaten og området mellem source og drain. Det er den vigtigste del af en transistor, fordi det er i inversionslaget, der tilføres eller fjernes de elektroner, som får transistoren til tænde eller slukke.

Den snedige forbedring går ud på at "løfte" en del af inversionslaget op som en lille mur inde i gatematerialet. Det betyder, at inversionslaget får et større areal, som rører ved gaten på den ene flade og ved source/drain-delen på den anden side.

Det større fladeareal betyder, at flere elektroner kan passere parallelt ind og ud af inversionslaget. Det giver større kontrol, bedre skiftehastighed, mindre varmeudvikling, mindre lækstrøm osv.

Det fine er, at der kan løftes flere mure i samme gate, tre-fire eller flere små mure, som hver især øger arealet i inversionslaget. Det giver Intel en ny parameter, der kan skrues på, når transistorens egenskaber skal fintunes til flere formål og chipvarianter.

Varmetruslen er udsat
Opfindelsen kommer på et tidspunkt, hvor hele processorbranchen har skiftet kurs mod en problematisk fremtid med mange processor-kerner på hver chip, netop fordi det tilsyneladende var ved at være slut med blot at krympe og sætte farten op i transistorerne.

Varme-muren var nået, sagde man. Fordi yderligere hastighedsforøgelse med større klokfrekvens fik varmeudviklingen i chippen til at stige til uacceptable niveauer.

Varmemuren var en trussel mod hele chipindustrien, fordi markedet kun kan holdes i gang, hvis produkterne bliver bedre hele tiden. Derfor kæmper software-folket nu med den vanskelige overgang til parallel afvikling af program-processer på mange uafhængige chip-kerner. Vanskeligt, fordi det kræver en ny tankegang, og fordi kun få programmeringssprog er skabt til det, for eksempel Erlang.

Forlænger Moores lov
Varmemuren ville have betydet en afslutning på den berømte Moores Law, som har været gældende siden 50'erne i sidste århundrede.

Gordon E. Moore, en af Intels grundlæggere, havde bemærket, at i perioden 1958-1965 var tilvæksten af komponenter per chip næsten helt jævn. Loven er siden omformuleret til "en fordobling af transistorer per chip hvert andet år".

Men Moores lov er altså ingen naturlov. Den afhænger af, at fabrikanternes forskningslaboratorier konstant opfinder nye teknologier. Og selv de bedste krystalkugler fortæller ikke noget om, hvornår en af de rigtige naturlove går ind og trækker håndbremsen fuldstændigt. Varmemuren var sådan en trussel.