跨时代之进步英特尔45nm处理器全解析

来源：太平洋电脑网作者：出处：巧巧读书 2008-04-16 进入讨论组

处理器工艺制程的重要性

　　随着处理器的功耗的性能越来越受到业界的关注，作为处理器领域里面的两大巨头也在不遗余力的发展工艺制程。在制造工艺方面Intel无疑是领先的，Intel已经计划在2008年全面过渡到45nm，而AMD也预计在2008年中期发布其45nm制造工艺产品。从AMD和Intel这两家处理器巨头在工艺上面的发展我们也不难看出，制造工艺对于产品有着非常重要的意义。处理器从起初的500nm制造工艺发展到现在45nm制造工艺其中有着多少的变化？下面我们就来一同看下处理器的制造工艺是如何过渡到45nm的……

Intel已经计划在2008年全面过渡到45nm

　　早期的微处理器都是使用0.5微米工艺制造出来的，随着CPU频率的增加，原有的工艺已无法满足产品的要求，这样便出现了0.35微米以及0.25微米工艺，不久以后，0.18微米、0.13微米、90纳米以及65纳米制造的处理器产品也相继面世。另外一方面，早期芯片内部都是使用铝作为导体，但是由于芯片速度的提高，芯片面积的缩小，铝线已经接近其物理性能极限，所以芯片制造厂商必须找出更好的能够代替铝导线的新的技术，这便是我们常说的铜导技术。铜导线与铝导线相比，有很大的优势，具体表现在其导电性要优于铝，而且电阻小，所以发热量也要小于现在所使用的铝，从而可以有效地提高芯片的稳定性。

何谓45纳米制作工艺

　　我们通常所说的CPU纳米制作工艺并非是加工生产线，实际上指的是一种工艺尺寸，代表在一块硅晶圆片上集成所数以万计的晶体管之间的连线宽度。按技术述语来说，也就是指芯片上最基本功能单元门电路和门电路间连线的宽度。以90纳米制造工艺为例，此时门电路间的连线宽度为90纳米。我们知道，1微米相当于1/60头发丝大小，经过计算我们可以算出，0.045微米（45纳米）相当于1/1333头发丝大小。可别小看这1/1333头发丝大小，这微小的连线宽度决定了CPU的实际性能，CPU生产厂商为此不遗余力地减小晶体管间的连线宽度，以提高在单位面积上所集成的晶体管数量。采用45nm制造工艺之后，与65纳米工艺相比，绝对不是简单地令连线宽度减少了20纳米，而是芯片制造工艺上的一个质的飞跃。

Intel展示45纳米工艺的晶圆

　　如今最新的45nm制造工艺可以在不增加芯片体积的前提下，在相同体积内集成多将近一倍的晶体管，使芯片的功能得到扩展。毫无疑问，信位宽度越小，晶体管的极限工作能力就越大，这也意味着更加出色的性能。对于Core架构的Intel处理器而言，更高的主频有着很大的意义，而且新的制作工艺令集成更多缓存变得轻而易举。下表是历代微处理器与制作工艺发展之间的关系：

微处理器	制作工艺	工作主频中位数	二级缓存
40486	0.5微米	50MHz	无
Pentium	0.35微米	133MHz	无（主板外置）
PentiumII	0.25微米	333MHz	512KB（芯片外置）
PentiumIII	0.18微米	750MHz	256KB
Pentium4（Northwood）	0.13微米	2.6GHz	512KB
Pentium4（Prescott）	90纳米	3.0GHz	2MB
Core 2	65纳米	3.0GHz	2～4MB
45纳米	45纳米	4.0GHz	2～8MB