Intels nyaste processorgeneration, Core M, siktar på extremt tunna och energisnåla datorer. Den nya processorarkitekturen (Broadwell), kombineras med företagets nya 14 nm FinFET-process och resultatet är en processor som kan byggas in i fläktlösa datorer som är mindre än 9 mm i tjocklek.

Core M i 14 nm FinFET

Framför allt handlar det alltså om storlek och energiförbrukning. För fyra år sedan var en normal laptopdator ungefär 26 mm tjock och krävde ett ganska stort batteri för att få en anständig batterilivslängd. Mikroprocessorn var då som nu den viktigaste energiförbrukaren.
Men de datorer som nu konstrueras med Intels Core M har helt andra förutsättningar. Trots att processorprestanda fördubblats och grafikprestanda ökat med en faktor sju räcker nu ett hälften så stort batteri dubbelt så länge. Eftersom kraven på fläkt är borta har datorns tjocklek kunnat minskas till mindre än en tredjedel (7,2 mm).

14 nm
Men mycket handlar förstås om processteknologi. Intels 14 nm FinFET-process är nu i volymproduktion och skillnaden från 22 nm-generationen är stor. Skalfaktorn för avståndet mellan transistorer, grindar och ledare ligger mellan 22 och 35 procent, vilket är mindre än skillnaden mellan 22 och 14 nm, men klart mer än vad många trodde från början. Minskade geometrier ger ju numera normalt sett allt mindre utbyte i packningstäthet.

En av stora skillnaderna mellan Intels 22 nm-process och den nya 14 nm-processen ligger i de tredimensionella ”transistorfenornas” utseende och funktion. I den nya processen har fenorna blivit högre (från 34 till 42 nm), medan avståndet mellan fenorna minskats från 60 nm till 42 nm. Antalet nödvändiga fenor har också minskats och resultatet är ökad packningstäthet och minskad kapacitans.

Transistorerna har kraftigt ökade prestanda och mycket lägre läckström. I och med det fungerar samma transistorer i allt från mobiltelefoner (extremt låg läckström) till serverdatorer (extremt höga prestanda).

Enligt Mark Bohr, Senior Fellow hos Intel, är resultatet av skalningen bättre än normalt vid motsvarande procentuella neddragning. Prestanda per W är mer än dubbelt så hög som i förra generationen, samtidigt som packningstätheten fortsätter att öka lika mycket som vid tidigare skalningar. Den ökade packningstätheten skiljer sig från många konkurrenter, där man (ännu) inte tagit steget till 3D-teknologi. Bohr hävdar också att priset per transistor fortsätter nedåt i samma (eller ökande) takt som tidigare. Det skulle innebära att 14 nm-processen passar bättre än väntat för systemkomponenter av olika slag.

Ingen fläkt
Stephen Jourdan, Intel Fellow, gjorde en genomgång av mikroarkitekturen hos Broadwell. Och naturligtvis hamnade fokus på energiförbrukning och storlek. I de senaste bärbara datorgenerationerna finns det varken plats för fläkt eller stort batteri. Ändå förväntas batterilivslängden vara tillräcklig för en hel dags arbete.

Den nya 14 nm-processen står för en stor del av den minskade energiförbrukningen. Den lägre energiförbrukningen och chipstorleken gör det också möjligt att minska kortytan på bärarkortet till hälften (30×16,5 mm) och tjockleken till bara 1 mm. Arkitekturen har också en rad nya optimeringar för att förbättra både aktiv energiförbrukning och läckströmmar.

Slutligen har Intel lagt ner mycket arbete på att förbättra grafikprestanda. Snabbare 3D-grafik och inbyggt stöd för 4K- och UHD-video gör att datorerna oftare kan klara sig med den inbyggda grafiken. Det är också en viktig faktor för att hålla ned datorernas energiförbrukning.

Filed under: Utländsk Teknik