【IT168 评论】尽管Intel下一代迅驰平台Santa Rosa还没有正式发布，不过Intel已开始忙活“第五代”迅驰平台Montevina。有趣的是，作为Montevina平台关键组件的“Penryn”处理器，预计将于今年下半年提前发布，而Montevina迅驰直到明年才会正式上市。这点与Santa Rosa迅驰平台有几分类似（Santa Rosa迅驰的核心组件Merom处理器早在去年八月就推出了）。

    据路透社的报道，早在去年11月底，Intel就已成功量产采用45nm制程的Penryn处理器。新的45nm处理器样品由俄勒冈的工厂制造，生产第一批样品目的是进行测试，以便确认是否达到预期的效果。

    两个月后，在1月27日，Intel公布了45nm处理器Penryn的一些细节。

    从来自Intel的消息称，它的第一款45nm处理器产品Penryn已成功执行Windows Vista、Mac OS X、Windows XP和Linux操作系统以及各种应用程序。Intel计划用三座晶圆厂生产45nm产品，包括位于美国奥勒岗洲的D1D晶圆厂以及美国亚利桑那洲的Fab32晶圆厂，将率先于2007年下半年导入45nm生产，而位于以色列的Fab28将会在2008年上半年投入45nm生产行列。

    不过，令人振奋的消息并不是45nm处理器距离我们越来越近，而是Intel在Penryn处理器上采用的两项全新材料，其中最引人入胜的莫过于名为“High-K”的新材料，它替代了已在处理器制造上使用时间达40年之久的二氧化硅。

    解读High-K

    在解读High-K材料之前，先得简单介绍一下处理器制程的含义。所谓的90nm、65nm以及45nm实际上指的是处理器上晶体管的尺寸。显然，采用的制程越小，在不增加芯片面积的情况下，能增加的晶体管数量越多。处理器的晶体管就是超小型开关，负责开启和关闭晶体管。随着晶体管数量的增加，晶体管中负责阻挡或让电流通过的开关门极变窄，晶体管开启与关闭的速度会加快，可以提高使用晶体管的线路的速度上限，使处理器拥有更快的运算速度。同时随着晶体管尺寸的缩小，每颗晶体管的单位成本也有所降低。因此，对于处理器制造商而言，更低的制程意味着可以生产出性能更高、价格更低的产品。

    不过，在处理器上采用更低的制程并非一帆风顺。为隔离晶体管门极和电流流动的通路，处理器制造商采用了一种称为门极电介质的绝缘层。

    在过去的40年内，由于二氧化硅具有易制性，且能够减少厚度以持续改善晶体管的效能，它一直作为制作门极电介质当仁不让的材料。随着处理器制程的不断降低，这层由以二氧化硅为主的绝缘层变得越来越薄。比如在Intel采用65nm制程时，已把二氧化硅门极电介质厚度降低到1.2nm，只相当于5层原子的厚度。可想而知，如果门极电介质的厚度进一步减少，绝缘效果肯定会大打折扣，门极电介质的漏电将无可避免地增加。何况当晶体管缩到原子大小尺寸时，耗电和散热会进一步增加，导致处理器功耗增加，既浪费能源又会产生不必要的热量。对笔记本电脑而言，这样的情形将是致命的。

    为此，Intel开发了这种名为“High-K”材料的门极电介质，主要成分是含有铪元素的物质。“High-K” 门极电介质能有效的改善电晶体耗电量，降低处理器功耗——因此用户依然可以采用相同的散热装置获得更强大的性能。据Intel介绍，应用该材料的笔记本电脑处理器性能将会提高20％，而漏电现象则减少五倍以上。由于High-K门极电介质和现有硅门极并不相容，Intel必须开发新金属门极材料，由于新金属的细节仍是商业机密，Intel并没有说明其金属材料的组合。

    有了这两项新材料，Intel的45nm制程可谓高枕无忧。而这两项材料都会在Intel的下一代处理器酷睿2、Core 2 Quad、Xeon等系列上采用。凭借着更为先进的45nm工艺，Intel的新一代处理器频率会进一步提高，二级缓存甚至能达到12MB。

    Penryn处理器将带来什么

    在Intel宣布4GHz的处理器“流产”后，舆论普遍认为这标志着“摩尔定律”的死亡。这个在计算机领域众所周知的“摩尔定律”，是由Intel公司创始人之一戈登?摩尔于1965年在总结存储器芯片的增长规律时发现的，当时他发现“微芯片上集成的晶体管数目每12个月翻一番”。然而，这种表述并没有经过什么论证，只是一种现象的归纳，但是后来的发展却很好地验证了这一说法，使其享有了“定律”的荣誉。后来有了另外两种表述：“集成电路的集成度每18个月翻一番”或者“三年翻两番”。尽管这些表述并不完全一致，但却表明半导体技术是按一个较高的指数规律发展的。而Intel在Penryn处理器上采用的High-K门极电介质和金属门极，很可能使“摩尔定律”再次复活，寿命延长十年。

    也许“摩尔定律”显得有些抽象和深奥。对普通的消费者来说，最直接的影响是可以买到主频更高、价格更加便宜的处理器。最新报道称Intel将从今年二季度开始推出“Merom Extreme”处理器，其频率最高达到2.8GHz。相比之下，目前的Merom处理器最高只有2.33GHz，因此Intel很可能在“Merom Extreme”处理器上采用了High-K门极电介质和金属门极以提高频率。

    值得注意的是，根据Intel 45nm处理器FMB规划，虽然下一代45nm产品的功耗会减少，但TDP设定与目前的65nm产品保持相同。这意味着45nm处理器Penryn在相同的TDP下有着更高的频率。即便如此，笔记本电脑制造商还可以通过配置较低频率的处理器来降低TDP，而在性能上，却可以达到目前拥有较高频率的Merom处理器水平。这有点类似于奔腾4-M处理器和奔腾M处理器的差别，后者尽管频率低了不少，但性能并不弱，TDP也更低。

    另一方面，45nm的制程能使成本进一步下降，使得Montevina迅驰笔记本电脑更能为普通消费者所接受，为Montevina迅驰机型的普及提供了有利条件。

    Intel的这两项材料革新很可能会引发处理器业界的一场变革。由于单一硅芯片上的电晶体数量愈来愈多，按照Intel资深研究院士波尔的说法，整个业界都在持续研究减少漏电现象的解决方案。而Intel的工程师和设计师在此领域无疑表现卓越，确保了Intel产品和创新的领导地位，其他处理器制造商很可能会步Intel后尘，推出采用类似材料的产品，才能与Intel抗争。

    制造工艺对处理器的影响

    根据Intel制程发展蓝图，2007年将会推出代号为P1266的45nm处理器，预期将保持每两年更新制程一次的速度前进，2009年推出代号为P1268的32nm处理器，2011年将推出P1270的22nm处理器。在解决了关键性的漏电问题后，Intel正朝着这个方向稳步的前进，而AMD要想在制程的博弈中反败为胜并不容易。

    就在Intel的45nm Penryn处理器成功量产之际，AMD还停留在90nm制程上，新一代的65nm移动处理器Turion 64 X2和Sempron将在今年二、三季度相继亮相。65nm制程的双核心Turion 64 X2代号“Tyler”，功耗仍为35W。而65nm制程的单核心Sempron代号“Sherman”，功耗仍为25W。与90nm的Rev F相比，采用65nm的Rev G可以支持65nm SOI生产工艺，而且支持双通道DDR2-800内存（Rev F仅支持DDR2-667），不过在接口上仍采用638针的Socket S1。按照AMD的计划，在2008年第一季度将全部转入65nm制程，而那时的Intel已迈入45nm制程达半年之久！

    单从制程上来说，AMD赶上Intel恐怕还得需要一段比较长的时间，但这并不代表AMD移动处理器的性能会落后于Intel。诚然，45nm相比65nm制程工艺，不仅可以提升处理器性能和降低功耗，还可以实现更高的利润率，有效的降低处理器成本，而这些优势对笔记本电脑都至关重要。不过，别忘了处理器的性能和功耗还可以通过微架构以及一些后期技术来弥补。就拿AMD的桌面处理器为例，制程工艺落后Intel不少，可性能却一直领先于Intel的奔腾4。虽然目前处理器性能王的宝座被Intel夺走，但AMD凭借着K8构架领先了这么多年，直到Intel的Core构架才败下阵来，虽败犹荣。

    尽管如此，目前的形势对AMD依然不利，毕竟Intel在微架构以及一些后期技术上已赶了上来，影响处理器最终优劣的将很有可能是制造工艺。