Elaltatná processzorainak egyes tranzisztorait az Intel

[EED] Az Intel "alvó tranzisztorokat" (sleep transistor) alkalmazna jövőbeli mikroprocesszoraiban, hogy tovább növelhesse azok teljesítményét és csökkenthesse a szivárgási áram káros hatásait, amelyek egyre inkább megnehezítik a processzortervező mérnökök életét.

Az alvó tranzisztorok alkalmazásával a szivárgás tized-, vagy akár századrészre is csökkenthető, azonban egyelőre még nem állnak rendelkezésre a megfelelő számítógépes tervezési és tervezésautomatizálási eszközök. Az Intel tervei szerint a 65 nanométeres csíkszélességgel készülő processzorokban azonban már mindenképpen alkalmazni kell az új technológiát.

Az alvó tranzisztor technológia hasonló a jelenleg is használt "clock gating"-hez, amelynek során az áramkör éppen nem használt részei felé megszűnik az órajel továbbítása. Az alvó tranzisztorok esetében nem az órajel szünik meg, hanem a chip egy része egyszerűen nem kap áramot. "Műszaki szempontból egyértelműen működőképes az elképzelés, de az implementációra még várni kell" -- mondta Desmond Kirkpatrick, az Intel egyik kutatója.

Bár az Intel egyedül is ki tudná fejleszteni a megfelelő tervezésautomatizálási eszközöket, egyetemek és más félvezetőgyártók segítségére is számít. Az alvó tranzisztor technológia egyébként Kaushik Roy (Purdue Egyetem) kutatásain alapul.

Az alvó tranzisztor technológia alkalmazásához olyan tervezőszoftverek szükségesek, amelyek segítségével az áramköröket tervező mérnökök leválaszthatják és egyértelműen körülhatárolhatják a processzor azon részeit, amelyek alvó tranzisztorokból állnának. Ezek a részek a többihez viszonyítva relatíve nagyobbak és lassabbak, azonban Kirkpatrick szerint az egyre növekedő fogyasztás és a szivárgó áram már ma is akkora problémát jelentenek, amelyek megoldásárt megéri egy kis teljesítményveszteséggel fizetni.

A szivárgás (szivárgási áram) a félvezetők lezárt átmenetén létrejövő jelenség, amely szabad elektronok és lyukak kombinációjából származik és nanoamper nagyságrendű. Ez a jelenség az egyik legnagyobb probléma a nagyteljesítményű processzorok tervezésében. A processzorok fogyasztása a működési feszültség csökkentésével mérsékelhető, azonban ahogy a tranzisztorok nyitófeszültsége (az a feszültségszint, amikor a tranzisztor "bekapcsol") tart a 0 Volthoz, a szivárgási áram nő és egyre nagyobb problémát okoz.

A szivárgási áram elsősorban azért jelent komoly problémát a növekvő komplexitású processzorokban, mert a chipben található tranzisztorok közül egy időpillanatban csak mintegy 10 százaléka aktív, azonban a szivárgási áram az inaktív tranzisztorokban ugyanúgy jelen van, és az egyre nagyobb számú tranzisztor miatt a jövőben egyre csak nőni fog -- mondta Kirkpatrick.

Az Intel kutatója szerint a szivárgási áram egy kisebb csíkszélességű gyártástechnológia bevezetésénél akár két-háromszorosára is nőhet. "A következő generációs, 90 és 65 nanométeres technológiák esetében a szivárgási áram már elég komoly problémát okozhat és szinte biztos, hogy a 65 nanométeres csíkszélesség elérésekor alvó tranzisztorokat kell alkalmaznunk" -- mondta Kirkpatrick.

Az áramsűrűség és a megfelelő tápellátás mellett a szivárgó áram az egyik legnagyobb gátja a nagy teljesítményű processzorok előállításának és ezért az Intel kutatóinak és tervezőinek egyik "első számú ellensége".