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SOI和DSL技术将颠覆服务器处理器

    【IT168 专稿】随着几家高端服务器厂商逐渐放弃自己原有的处理器平台,高端服务器的竞争也主要聚焦在了安腾平台和POWER平台之间。

    虽然在服务器领域,IBM是惟一使用POWER平台的服务器供应商,但是在微处理器领域,POWER架构却一直在和其他世界著名的厂商在进行联合,推动着这一处理器架构的发展。

    近几年来最大的一次合作要算是和索尼、东芝合作推出cell处理器,让POWER架构在更多的领域得以大规模应用。

    此外,在处理器领域,IBM还与AMD进行了广泛的合作,让更多更新的技术加入到POWER架构当中。早在2003年1月,IBM就曾经与AMD达成协议,联合开发用于未来高性能产品的下一代半导体制造技术。

    而这些合作,也推动了IBM POWER处理器的发展,让更多的技术加入到POWER处理器当中,为IBM的服务器增加了更多的动力,最近,IBM推出的p595服务器便是搭载了这样的一些新技术,让服务器的处理速度得以大幅提升。

    这两项晶体管技术被命名为SOI(silicon on insulator,绝缘体上外延硅)技术和DSL(Dual Stress Liner,应变硅)技术。

    据IBM方面提供的资料显示,与没有使用该技术制造的同类晶体管相比,加载在新的处理器上的这些突破性的工艺可在相同的能耗水平下,将晶体管的速度提高多达24%。另外,Dual Stress还可用于降低处理器的电力消耗。

DSL(Dual Stress Liner)技术

    这项技术在2004年12月的时候,AMD和IBM就联合宣布在晶体管技术工艺领域取得突破,宣布开发出一种新的应变硅晶体管技术工艺——Dual Stress Liner,当时公布的数字是能够将半导体晶体管的响应速度提高24%。

    IBM最初开发应变硅是为了将其用于去年推出的尖端游戏主机产品,这种技术解决了自半导体行业诞生以来一直令处理器设计师们感到苦恼的一个基础性的物理难题。科学家们发现了一种同时拉伸和压缩硅片以大幅提高系统性能和能源效率的方法。

    速度更快、能源效率更高的晶体管是更高性能、更低能耗处理器的组建模块。随着晶体管的体积变得更小以及速度变得更快的同时,由于漏电或低效交换而导致能耗更高和散热量更大的风险也在增加,应变硅技术可以帮助克服这些挑战。

    通过拉伸一个晶体管中的硅原子以及压缩另一个晶体管中的硅原子,应变硅可以提高n沟道和p沟道半导体晶体管的性能表现。应变硅技术无需使用高难度、高成本的新制造技术,可迅速集成到使用标准工具和原材料的量产制造过程之中。

    DSL技术的原理是类似于英特尔在90nm生产技术中引入的应变硅技术,晶体管越微细化,运行速度就越高,但同时也会引发泄漏电流增加、开关效率降低,从而导致耗电和发热量的增加。而Dual Stress Liner通过向晶体管的硅层施加应力,同时实现了速度的提高与耗电量的降低。
  
    换句话说,DSL能改变硅之间的原子格,从而让晶体管获得更快的响应时间及更低的热量。在一种情况下硅原子是被“拉开”的,而在另一种情况下则是“挤在一起”的,这通过把它们移到一个具有要么伸展,要么压紧的原子格的氮化物封闭层上来实现。DSL能够被用于两种类型的晶体管:NMOS和PMOS(具有n和p通道)。

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