由于双核心的G5运行频率超过了2.5GHz,因此发热量有巨大的增幅,传统的风冷已经不再适用了这款处理器的散热,因此苹果公司选择了水冷。然而就目前的情况而言,水冷设备的花费远远高于风冷,因此采用这种散热方式会提升系统整体平台的成本,让个人电脑的很多消费者不得不仔细计算其中的得失。
另外一点,双核心的Prescott处理器核心面积也将成为困扰其发展的因素之一。即使采用了90纳米制造工艺,但是芯片面积超过112平方毫米的Prescott核心,居然比采用130纳米的northwood核心的芯片面积还要大。
当然这与集成在Prescott内部的2MB高速缓存不无关系,但是如果采用双核心的话,Prescott的核心面积就将超过200平方毫米。而AMD如果要想将Athlon 64系列处理器改造成双核心处理器的话,核心面积也将成为其制约因素之一。最有效的改进办法就是提升制造工艺,制造工艺越先进,就能够在相同大小的核心中集成越多的晶体管。但是更重要的麻烦随之而来,那就是电子渗漏。
电子渗漏
在讨论这一问题之前,首先要明白什么是电子渗漏。
简单地说,在计算机中,晶体管只有两个状态——开或者关,然而在处理器处于关状态的时候,依然有电子在略弱的流动,这种现象的出现就叫做电子渗漏。电子渗漏对微处理器发展最大的影响就是发热量的增加,每一个晶体管的电子渗漏量虽然微不足道,就如同一个水龙头漏水一样,但是如果整栋楼的每一个水龙头都漏水的话,对水资源的消耗就大大增加了,而电子渗漏的道理相同。
这一点早在Pentium 3时代就出现过,1G的PIII和1.3G的PIII,在空闲状态下的能耗增幅居然达到惊人的44%,而两者之间的总能耗才增加了13%。而英特尔在最近推出的采用90纳米制造工艺的Prescott核心处理器的发热量惊人的高,这也是因为电子渗漏造成的。由此可见,处理器内部晶体管的数量越多,制造工艺越细微(晶体管门极厚度越薄),运行频率越高(核心电压提升),渗漏的规模就越大。
那么未来双核心处理器要想尽可能的降低处理器发热量,首先治本的办法是在晶体管的制造上面下功夫,其次才是讨论到底采用风冷还是水冷。那么接下来就来看看电子渗漏对业界的困扰,以及英特尔在晶体管技术方面的努力。
英特尔在晶体管技术方面的努力
电子渗漏取决于晶体管上的门极厚度,一般而言,越厚的门极对于阻碍电子流动的效果就越明显。但是由于阻碍了电子流动的速度,因此对于晶体管的性能也有较大的影响。门极的厚度本身就是一把双刃剑,运用得当,既可以提升晶体管的性能,后可以降低电子渗漏。
不过前一段时间处理器的性能大战,让AMD和英特尔都在殚精竭虑的考虑如何提升处理器的性能,当然提升晶体管的性能也就成为了考虑的重点对象。因此英特尔在90纳米的制造工艺中率先运用到了名为“Strained silicon”这种能够提升晶体管性能的技术。
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