EO_450

- ELETTRONICA OGGI 450 - NOVEMBRE/DICEMBRE 2015

TECH INSIGHT

MICRO

canale attraversando per

effetto tunnel il dielettrico

fra canale e base su tutti e

tre i lati disponibili. Gli elet-

troni in base diventano un

problema perché riducono

l’efficienza della tensione di

comando fino a provocarne

nel caso peggiore l’inibizio-

ne che spegne il transistor e

questo può succedere gra-

dualmente con il reiterarsi

del fenomeno per migliaia

di cicli di commutazione e

perciò costituisce un se-

rio problema di affidabilità

nel tempo dei transistor.

In definitiva, dopo aver già

abbassato

considerevol-

mente le tensioni di lavoro

nei wafer e diminuito parec-

chio la lunghezza dei canali

di conduzione, per ridurre

ancora la larghezza non re-

stava altro che aumentarne

ancora un po’ l’altezza ed è

proprio ciò che hanno fatto

nei laboratori Intel. Dunque,

la sezione larghezza x altez-

za del canale di conduzione

sopra-die passa da 22x34

nm a 14x42 nm e cioè da

748 nm

a 588 nm

mentre

la distanza minima fra due

canali adiacenti in un die

diminuisce da 60 a 42 nm

e ciò consente di ridurre

l’occupazione di silicio di

una cella Sram elementare

da 0,108 µm

a 0,0588 µm

Questo approccio mantiene

la stessa densità di poten-

za elettrica nel canale ma

limita l’energia degli elettro-

ni con il doppio vantaggio

di abbassare la resistenza

di conduzione nel canale

e abbattere drasticamen-

te la dissipazione termica

del transistor. I primi test

Intel hanno dimostrato che

è concretamente possibile

dimezzare il Thermal Design

Power dei chip e in effetti i

nuovi chip non necessitano

più né di ventilazione né di

alcun tipo di dissipatore e,

inoltre, rimpiccioliscono di

almeno quattro volte o se

vogliano consentono il qua-

druplo delle prestazioni a

parità di dimensioni.

La roadmap dei 14 nm

Per fabbricare i processo-

ri in geometria di riga da

14 nm

Intel

ha sviluppato

le architetture Broadwell e

Skylake che sono in realtà

derivate

dall’architettura

x86 di undicesima genera-

zione Haswell sviluppata

nel centro ricerche Intel di

Hillsboro in Oregon e con-

siderata una svolta decisiva

per l’implementazione dei

processi di fabbricazione

specifici per i transistor Tri-

Gate messi in funzione per

la prima volta nel 2013 negli

stessi impianti produttivi di

Hillsboro proprio per i pro-

cessori i3, i5 e i7 con archi-

tettura Haswell da 22 nm.

All’inizio dell’anno scorso è

poi cominciato l’aggiorna-

mento delle linee per pas-

sare dai 22 ai 14 nm e di

conseguenza a fine estate

2014 viene annunciata la

produzione dell’architettura

Haswell da 14 nm rinomina-

ta Broadwell e contempora-

neamente anche dei proces-

sori Core M che sono a tutti

gli effetti le prime CPU in ge-

ometria di riga da 14 nm a

comparire in commercio. I

Core M hanno dimensioni

inferiori del 50% rispetto ai

processori con architettura

Haswell da 22 nm e sono

progettati con l’intento di

offrire agli OEM dei pro-

cessori pensati per i tablet

fanless con grandi display e

soprattutto per i notebook/

tablet 2-in-1 capaci di unire

entrambe le funzionalità, un

aspetto subito colto da alcu-

ni costruttori che li hanno

implementati nei tanti nuo-

vi prodotti usciti a natale e

in primavera. Intanto per

l’architettura Broadwell in

geometria di riga da 14 nm

sono stati presentati i nuo-

vi processori delle famiglie

i3, i5 e i7 con dimensioni

inferiori del 63% rispetto a

quelle degli Haswell da 22

nm ma con sopra il 35%

in più di transistor. Con il

clock sopra i 4 GHz e alme-

no otto core a bordo i Bro-

adwell dovrebbero offrire

una gestione delle interfac-

ce notevolmente potenziata

e adatta anche per utilizzi

ben più sofisticati rispetto ai

prodotti consumer. Nel con-

tempo, gli esperti di Hillsbo-

ro hanno deciso di rivisitare

il disegno dell’architettura

Broadwell considerata an-

cora di undicesima genera-

zione perché quasi del tutto

uguale alla Haswell nono-

stante le migliorie introdotte

e perciò hanno sviluppato

la vera dodicesima genera-

zione Skylake annunciata a

fine aprile. Tra le novità dei

processori con architettura

Skylake da segnalare i di-

versi socket di montaggio

e una GPU ridisegnata per

prestazioni grafiche ancor

più sofisticate. Inoltre vi

sono numerose versioni so-

prattutto per le famiglie dei

processori Intel i5 e i7 con

4 o 8 core e clock da 2,2

GHz dei modelli base fino a

oltre 4 GHz dei modelli più

potenti.

Fig. 3 – I nuovi processori con architettura Skylake in geometria di riga

da 14 nm saranno fanless e avranno otto core con clock di 4 GHz e una

GPU riprogettata