60 lat innowacji - Historia procesora

Od czasu wynalezienia pierwszego tranzystora w 1947 roku technologia szybko się rozwijała, kładąc podwaliny pod bardziej zaawansowane i wydajne, a jednocześnie bardziej ekonomiczne i oszczędne produkty. Pomimo tych postępów ciepło wydzielane przez tranzystor i upływ prądu elektrycznego pozostają kluczowymi przeszkodami na drodze do zmniejszenia tranzystorów i podtrzymania ważności Prawa Moore'a. Nie dziwi więc, że niektóre materiały używane do produkcji tranzystorów w ciągu minionych 40 lat trzeba zastąpić czymś innym.

Na potrzeby swoich 45-nanometrowych (nm) tranzystorów Intel opracował przełomowe materiały, których kombinacja pozwoliła uzyskać tranzystor o bardzo niskim upływie prądu i rekordowo wysokiej wydajności. Tworząc pierwszy działający procesor wykonany w technologii 45-nanometrowej - o nazwie kodowej Penryn, należący do nowej rodziny procesorów Intel CoreTM 2 oraz Xeon? ? Intel pokonał te trudne bariery i utrzymał w mocy Prawo Moore'a. Usunięcie tych ograniczeń doprowadzi z czasem do powstania energooszczędnych, tanich, bardzo wydajnych produktów komputerowych, od laptopów i urządzeń mobilnych do stacjonarnych komputerów PC i serwerów.

W 60. rocznicę powstania tranzystora przyjrzyjmy się jego historii i kilku przełomowym momentom, czekając, aż 45-nanometrowy proces produkcyjny Intela wprowadzi technologię półprzewodnikową i Prawo Moore'a w następną dekadę.

16 grudnia 1947: William Shockley, John Bardeen i Walter Brattain konstruują pierwszy tranzystor w Laboratoriach Bella.

1950: William Shockley opracowuje bipolarny tranzystor złączowy, urządzenie, które według dzisiejszych standardów jest najczęściej określane mianem tranzystora.

1953: Na rynku pojawia się pierwsze komercyjne urządzenie wykorzystujące tranzystor - aparat słuchowy.

18 października 1954: Na rynku pojawia się pierwsze radio tranzystorowe, Regency TR1, które zawiera zaledwie cztery tranzystory germanowe.

25 kwietnia 1961: Robert Noyce otrzymuje pierwszy patent na obwód scalony. Pierwotne tranzystory były odpowiednie do odbiorników radiowych i telefonów, ale nowsze urządzenia elektroniczne wymagały czegoś mniejszego - obwodów scalonych.

1965: Powstaje Prawo Moore'a - w artykule opublikowanym w Electronics Magazine współzałożyciel Intela Gordon Moore przewiduje, że liczba tranzystorów w układzie będzie podwajać się co rok (dekadę później okres ten wydłużono do 2 lat).

Lipiec 1968: Robert Noyce i Gordon Moore zwalniają się z Fairchild Semiconductor i zakładają nową firmę o nazwie Intel (skrót od Integrated Electronics).

Lipiec 1969: Intel opracowuje pierwszą tranzystorową technologię krzemowej bramki PMOS. Tranzystory te nadal używają tradycyjnego dielektryka bramki w postaci dwutlenku krzemu (SiO2), ale wprowadzają nowe, polikrzemowe elektrody bramki.

1971: Intel wprowadza do sprzedaży swój pierwszy mikroprocesor - 4004. Miał on wymiary 0,32 cm na 0,16 cm, zawierał nieco ponad 2000 tranzystorów i był produkowany w 10-mikronowej technologii PMOS.

1978: 16-bitowy procesor 8088 zawiera 29 000 tranzystorów i działa z szybkością 5 MHz, 8 MHz lub 10 MHz. Kluczowa umowa z działem komputerów osobistych IBM podpisana w 1981 roku przewiduje, że mikroprocesor Intel 8088 będzie mózgiem nowego, przebojowego produktu IBM ? IBM PC. Dzięki sukcesowi procesora 8088 Intel trafia na listę Fortune 500, a magazyn Fortune zalicza firmę do "triumfów biznesowych lat siedemdziesiątych".

1982: Na rynku pojawia się mikroprocesor Intel 286, znany również jako 80286, który może wykonywać całe oprogramowanie napisane z myślą o jego poprzedniku. Procesor 286 zawiera 134 000 tranzystorów i działa z szybkością 6 MHz, 8 MHz, 10 MHz lub 12,5 MHz.

1985: Intel wprowadza do sprzedaży mikroprocesor Intel386(tm), który zawiera 275 000 tranzystorów - ponad 100 razy więcej niż 4004. Jest to układ 32-bitowy, który obsługuje wielozadaniowość, co znaczy, że może wykonywać wiele programów jednocześnie.

1993: Na rynku pojawia się procesor Intel(r) Pentium(r), który zawiera 3 miliony tranzystorów i jest produkowany w technologii 0,8 mikrona.

Luty 1999: Intel wprowadza do sprzedaży procesor Pentium(r) III - krzemowy kwadrat o boku 2,5 cm, który zawiera ponad 9,5 miliona tranzystorów i jest wytwarzany w technologii 0,25 mikrona.

Styczeń 2002: Pojawia się najnowsza wersja procesora Intel Pentium 4, która działa z szybkością 2,2 miliarda cykli na sekundę i jest przeznaczona do wydajnych komputerów stacjonarnych. Procesor jest produkowany w technologii firmy Intel - 0,13 mikrona i zawiera 55 milionów tranzystorów.

13 sierpnia 2002: Intel informuje o kilku technologicznych przełomach w nadchodzącym procesie produkcyjnym 90 nm, takich jak wydajniejsze, bardziej energooszczędne tranzystory, rozciągnięty krzem, szybsze łącza miedziane i nowy materiał izolacyjny o niskiej stałej dielektrycznej. Jest to pierwsza w branży technologia produkcyjna, w której wykorzystano rozciągnięty krzem.

26 maja 2005: Debiutuje pierwszy dwurdzeniowy procesor Intela przeznaczony na rynek masowy, Intel Pentium D. Zawiera on 230 milionów tranzystorów i jest wytwarzany w procesie produkcyjnym 90 nm.

18 lipca 2006: Do sprzedaży trafia dwurdzeniowy Dual-Core Intel(r) Itanium(r) 2 o (jak dotychczas) najbardziej skomplikowanej konstrukcji, zawierający ponad 1,72 miliarda tranzystorów. Procesory te są produkowane w technologii 90 nm.

27 lipca 2006 - Debiutuje najlepszy procesor na świecie - Intel(r) Core(tm) 2 Duo. Procesory te zawierają ponad 290 milionów tranzystorów i są wytwarzane w najbardziej zaawansowanych laboratoriach na świecie z wykorzystaniem intelowskiej technologii 65 nm.

26 września 2006 - Intel informuje, że projektuje ponad 15 produktów 45-nanometrowych przeznaczonych do komputerów stacjonarnych, urządzeń mobilnych i zastosowań korporacyjnych. Są one oparte na mikroarchitekturze "Penryn" wywodzącej się z Intel(r) Core(tm).

8 stycznia 2007: Udostępniając produkty czterordzeniowe nabywcy masowemu, Intel wprowadza do sprzedaży 65-nanometrowy procesor Intel(r) Core(tm) 2 Quad do komputerów stacjonarnych, a także dwa dodatkowe procesory czterordzeniowe do serwerów. Procesor Intel Core 2 Quad zawiera ponad 580 milionów tranzystorów.

29 stycznia 2007: Intel ujawnia przełomowe materiały tranzystorowe - izolator o wysokiej stałej dielektrycznej i metalową bramkę - które wykorzystuje do budowania izolacyjnych ścian oraz bramek przełączających w setkach milionów mikroskopijnych, 45-nanometrowych tranzystorów (czyli przełączników) wewnątrz wielordzeniowych procesorów Intel(r) Core(tm) 2 Duo, Intel Core 2 Quad oraz Xeon(r) następnej generacji o nazwie kodowej Penryn. Intel zbudował już działające mikroprocesory z tymi zaawansowanymi tranzystorami.