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- 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
2
a 588 nm
2
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
2
a 0,0588 µm
2.
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
Intelha 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