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藍(lán)色巨人和英特爾：看誰(shuí)的芯片跑得快？
作者：佚名 日期：2001-7-16 字體：[大] [中] [小]
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最近，藍(lán)色巨人和英特爾較上了勁，它們聲稱(chēng)都要開(kāi)發(fā)出世界上最快的芯片，因而兩大巨人之間的明爭(zhēng)暗斗也達(dá)到了白熱化的地步，但是究竟誰(shuí)成為這場(chǎng)競(jìng)賽的獲勝者呢？
從目前來(lái)看，在芯片開(kāi)發(fā)方面IBM處于領(lǐng)先地位。6月底，IBM推出了一款新型晶體管，它稱(chēng)該晶體管將使通信芯片的處理速度向前邁一大步。藍(lán)色巨人還承諾，在今后2年它將芯片的處理速度達(dá)到100GHz，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)英特爾的芯片產(chǎn)品。就在幾個(gè)星期以前，英特爾這位芯片巨人稱(chēng)在2007年之前它可以使芯片的處理速度超過(guò)20GHz。
晶體管的速度取決通過(guò)的電流有多快，而這又取決于制造晶體管的材料以及電流通過(guò)的距離。在這兩大巨人開(kāi)發(fā)最快的芯片競(jìng)賽中，它們采取了不同方法。IBM制造晶體管的材料是摻有鍺離子的硅，而英特爾則采用了傳統(tǒng)的純硅作為晶體管的材料，它期望通過(guò)減小電路的尺寸來(lái)取得更快的處理速度。
IBM采用鍺硅（SiGe）作為晶體管的材料已經(jīng)有十多年的歷史。這種摻有其它元素的硅材料曾經(jīng)被業(yè)界認(rèn)為是奇異的物質(zhì)，不過(guò)今天它獲得了廣泛的應(yīng)用，如移動(dòng)電話和光通信設(shè)備中。IBM最新設(shè)計(jì)的晶體管就促使通過(guò)晶體管的電子加快了運(yùn)動(dòng)速度，這就使得用這種晶體管方案的芯片的處理速度大為加快。
在大多數(shù)晶體管中，電流在水平方向運(yùn)動(dòng)。為了縮短距離，每個(gè)晶體管必須越做越小。因此，有些分析家預(yù)測(cè)目前的工藝技術(shù)已經(jīng)使晶體管的尺寸達(dá)到了極限。但是，如果IBM和英特爾能不斷打破這一極限，那么這一天不會(huì)這么快就來(lái)臨。為了突破這一極限，IBM采用了一種垂直設(shè)計(jì)方案，使得電流在垂直方向運(yùn)動(dòng)，這樣通過(guò)減少SiGe層的厚度就很容易縮短電子運(yùn)動(dòng)的距離。
采用這種方案設(shè)計(jì)的晶體管，其開(kāi)關(guān)切換速度可以達(dá)到210GHz，電流只為一千分之一安培。IBM稱(chēng)，這種新型的晶體管可以比目前晶體管性能高出80％，功耗要減少50％。
而英特爾制造了世界上最小的常規(guī)晶體管，其尺寸20納米左右，這也使其創(chuàng)造了一個(gè)新紀(jì)錄。6月中旬，在日本京都召開(kāi)的半導(dǎo)體工程和科學(xué)會(huì)議上，英特爾透露制造晶體管導(dǎo)體材料只有3個(gè)原子的厚度。
英特爾這一新研制的晶體管比先前破紀(jì)錄的晶體管要體積小30％、速度快25％，先前的晶體管記錄由英特爾在去年創(chuàng)造。采用這一晶體管的微處理器其工作電壓低于一伏，包含了數(shù)十億個(gè)晶體管，而這晶體管的開(kāi)關(guān)速度達(dá)到了每秒一萬(wàn)億次。英特爾晶體管項(xiàng)目研究主管RobertChau稱(chēng)，“目前，我們?nèi)匀粵](méi)有發(fā)現(xiàn)限制硅晶體管更小的因素�！�
在日本京都這次會(huì)議上，IBM揭示了它開(kāi)發(fā)的另一項(xiàng)技術(shù)，IBM將這項(xiàng)技術(shù)稱(chēng)之為“拉緊的硅”。據(jù)稱(chēng)，這項(xiàng)技術(shù)能夠進(jìn)一步推動(dòng)芯片的封裝。研究人員發(fā)現(xiàn)在SiGe上放置一層純硅將拉長(zhǎng)硅原子之間的距離。這項(xiàng)技術(shù)使得晶體管內(nèi)電子的運(yùn)動(dòng)速度加快了70％。
在京都的這次會(huì)議上，IBM預(yù)計(jì)這項(xiàng)“拉緊的硅”技術(shù)將使晶體管在不減小尺寸的情況下，計(jì)算機(jī)的芯片處理速度提升35％。藍(lán)色巨人還稱(chēng)，它已經(jīng)用現(xiàn)存的芯片制造系統(tǒng)成功地做出了樣片，它預(yù)計(jì)這項(xiàng)技術(shù)在報(bào)道3年的時(shí)間內(nèi)就可以投入生產(chǎn)。
IBM和英特爾兩大巨人仍然在延續(xù)著摩爾定律的生命力，但是誰(shuí)能使其更具生命力了，是IBM還是英特爾？其實(shí)到底是誰(shuí)這并不重要的，因?yàn)樽罱K將是整個(gè)人類(lèi)受益。（摩爾定律是由英特爾的前任總裁GordonMoore所作出的預(yù)測(cè)，他認(rèn)為計(jì)算機(jī)的處理能力每18個(gè)月就翻一番。）