Intelが45nmプロセスのCPUを試作、high-kゲート絶縁膜を採用

glasstic 曰く、

MYCOMの記事や Intelの発表によると、 Intelが45nmプロセスのCPUを試作し、high-kゲート絶縁膜とメタルゲートを採用した事を発表した。 同プロセスを採用したCore2ファミリのCPU「Penryn」のサンプルでは、既に主要なOSが動作しているそうだ。 65nmプロセスに比べて、動作時の電力を30%削減、20%の速度向上、ゲートリーク電流1/10を達成できるという。 誘電率が高いhigh-kゲート絶縁膜とメタルゲートを採用したことにより、性能を落とすことなく、大幅にゲートリーク電流を削減できたようだ。

一方、ライバルのAMDの45nmプロセス(45nmはIBMと共同開発)に関する発表も昨年末にあったが、high-kゲート絶縁膜は採用されていない。 65nmプロセスでも低消費電力化に関してはIntelがリードしている観があるが、次世代でもIntelの優位は変わらないのだろうか。

IBM優位

[Anonymous Coward]

>次世代でもIntelの優位は変わらないのだろうか。

まるで現在Intelが優位であるような書き方ですが、実際にはLow-k,
SOIなどでIBMに優位点があり、次世代もStrained Silicon, High-kで
IBMが有利になる可能性があります。IBMはCELLを含めPowerPC系列
やIBMに生産を委託しているAMDのものを加えるとIntelの数倍は
CPUを生産するでしょう。

Re:IBM優位

[Anonymous Coward]

>IBMは(中略)Intelの数倍はCPUを生産するでしょう。

そんなに作ってましたっけ？
PC向けのプロセッサ市場はおよそ2億個/年。Intelはこの70%ぐらいをおさえてますから、まあ1億個
以上は出荷してるでしょう。
一方IBMですが、次世代ゲーム機向けがまあ全部自社生産だとして2000万個/年ぐらい？（適当）
組み込み向け（多分全部で年間20億個程度）を加えたって、PowerPCのシェアが2%ぐらいしかない（しかも
そのうちの一部のみがIBMの生産）だってことを考えるとIntelの生産量にとてもかなわないと思うのですが。
#何せ半導体部門の2006年の世界シェアがIntelが12.1%なのに対しIBMはわずか1.2%。規模が違いすぎます。

IBMは生産ってよりは研究開発主体では？

Re:IBM優位

[Anonymous Coward]

例として、CELLの約半数はIBM、残りはSONYや東芝の工場で作られる訳で、当初は
年間数千万個の計画ですが、45nmプロセスになれば倍増するのは簡単に予想出来ます
ね。家電に使うなら、それでも少ないので増やすでしょうし。現在のシェアや生産数を
見ても45nm世代を考えると意味があるとは思えません。Xbox360やWii向けがどれ
だけ増えるかということもあるし、プリンタやネットワーク機器も増えていく訳で。
AMDのCPUをいくつ作ることになるのかも考慮することになりますし。

Re:IBM優位

[phason (22006)]

>45nmプロセスになれば倍増するのは簡単に予想出来ますね。

移行すればキャパ増えますが，需要が倍になるんでしょうか……
#まあ，IBMの45nmプロセスは来年後半以降頃とまだ先なんで，うまく動くかという話も
#別にありますが．

>現在のシェアや生産数を見ても45nm世代を考えると意味があるとは思えません。

とりあえず，IBM自体のファブのキャパってそんなになかったと思うんですよ．
どこぞのI社のようにばかすかファブを立てるわけにもいかないんで，結構控え目だったはず．
ちょっと前に調べたときにはCharteredの数分の一でしたし．
とりあえずファブが無ければいくら需要があっても作れませんので，現在の生産数は関係してくる
んじゃないかと思います．小さいところがどんどこファブを増やすわけにもいきませんから．

>Xbox360やWii向けが

XBOX360の製造委託先はCharteredだったと思います．
WiiのCPUは……もう小さいんで，45nmにはしないんじゃないですかね？
これ以上小さくするとパッドがつけられませんし．

>AMDのCPUをいくつ作ることになるのかも

ん？
AMDのチップの生産を請け負ったのもCharteredでは？

Re:IBM優位

[Anonymous Coward]

IBMのプロセス技術はAMD、東芝、SCEI等のファブで使われて チップが生産されます。 また、AMDは「生産が追いつかないのでCharteredでも作る」ようです。

Re:IBM優位

[phason (22006)]

>IBMのプロセス技術

もちろん存じております．
が，元の方のコメントが「IBMでの生産」と明記していたため，それに対するコメントです．
IBMの技術協力の下での生産，と，IBMで生産，は全く別なものとなりますので．

>また、AMDは「生産が追いつかないのでCharteredでも作る」ようです。

こちらも存じております，というかAMD製のものとChartered製のもの
確か去年の夏ごろにもう出荷されていたような．
まあ厳密にいえば生産が追いつかない可能性がある（あった）/現在のキャパ以上のシェアを狙う
ための委託生産でしょうが．

Re:IBM優位

[phason (22006)]

追加で．
もしかしたら勘違いかもしれませんが（そうでしたらすいません）

>生産が追いつかないのでCharteredでも作る

が，もし「AMD・IBM以外にCharteredでも作る」という意味ならそれは違うかと．
IBMとAMDとのプロセス開発での合意はありますが，チップ製造に関する委託関係は
無いはずです．現状Athlon64系はAMDのFab30/36での製造+Charteredだったかと．
#Fab38が来年でしたっけ？

Re:IBM優位

[Anonymous Coward]

>Low-k,SOIなどでIBMに優位点があり

現行製造技術として持っていることが優位であることに違いありませんが
少なくともここまでは既存技術で対応できるから必要ない
と判断したintelの製造技術が劣っているわけではありませんよ。
おそらくやろうと思えばいつでも出来たが、既存プロセスが優秀なので
あえてリスクを犯さなかったと考える方が妥当でしょう。
他社はLow-k,SOIをもってしてようやく互角だったのですから。

それといかにIBMとはいえintelの数倍は無理だと思いますよ。
組み込み系で負けてる以外、各ジャンルで過半数前後を
おさえる会社ですよ。対等でも2社寡占がいいとこ。
intelがよほど減産するか市場規模が数倍に膨れないと
倍以上は無理ですから。
（組み込み系入れたってarmに全く勝てないことはppcも一緒ですし。）

Re:IBM優位

[Anonymous Coward]

コスト削減しまくってそうなIntelのシリコンが何であんなに高性能で省電力なのかがわからない。

Re:IBM優位

[Anonymous Coward]

「65nmプロセスでも低消費電力化に関してはIntelがリードしている観があるが、次世代でもIntelの優位は変わらないのだろうか。」の前半をすっ飛ばしてつけてる全然トンチンカンなコメントに 参考になる=3 か…。

intel 対 AMD

[yellow tadpole (7084)]

次世代でもIntelの優位は変わらないのだろうか。

AMDはコアにGPUを統合したFusionプロセッサで対抗ですね。
ATIの買収はそれを視野に入れた動きだったようです。
GUI OSはどんどんリッチになるし、用途によっては有利性があるかもしれません。

参考：
第1世代Fusionプロセッサのアーキテクチャ [mycom.co.jp]
VistaとストリームプロセッシングがFUSIONを推進する [impress.co.jp]

--
〜◍

慌てて発表？

[Anonymous Coward]

IBM、「ムーアの法則」延命する新技術開発 [itmedia.co.jp]

Re:慌てて発表？

[Anonymous Coward]

大メーカーが何で金属ゲートごときに一喜一憂するんだ？
標準CMOSロジックの74HCシリーズだってアルミ・ゲートだろ？

Re:慌てて発表？

[Anonymous Coward]

わざとぶつけたに１票

Re:慌てて発表？

[Anonymous Coward]

ムーアの法則を延命する意義がいまいちわかりません。
誰かお馬鹿な私にも分かるように教えてください。

Re:慌てて発表？

[Anonymous Coward]

s/法則/目標/

Re:慌てて発表？

[Anonymous Coward]

いままでのような成長が技術的な壁にぶつかって
これ以上の成長は見込めませんとなれば、
投資家の目には成長性のない投資先とみなされちゃうから
半導体業界はまだまだ成長し続けますよ
という投資家/周辺業界へのアピールと考えればいいのではないか？

Re:慌てて発表？

[snurf-kim (10835)]

＞半導体業界はまだまだ成長し続けますよ

　我が社はようやく試作しはじめたばかりだからな
　　　　　　　　　　　このはてしなく細かい45nmプロセスをよ…

　　　　　　　　　未完

＃いんてる☆はいってる先生の次世代プロセッサにご期待ください！

Re:慌てて発表？

[Anonymous Coward]

＞ムーアの法則を延命する意義がいまいちわかりません。

重いOSを作れる

High-k金属ゲート

[Anonymous Coward]

> 一方、ライバルのAMDの45nmプロセス(45nmはIBMと共同開発)に関する発表も昨年末にあったが、
> high-kゲート絶縁膜は採用されていない。

IBM、AMD・ソニー・東芝とHigh-k金属ゲート採用のトランジスタ技術を開発 [impress.co.jp]というのも出ていますよ。
＃IBMを挟んで、CELL & AMD連合軍って感じですね。

Re:High-k金属ゲート

[Anonymous Coward]

Intelが半年前に次々世代のトライゲートの開発まで完了してることや
IBMがIEDM 2006でLow-kを使用した45nmプロセス技術の論文を自慢げに発表していたことを考えると
慌ててスケジュールを修正中な感がヒシヒシと伝わってくるｗ

http://www.intel.co.jp/jp/intel/pr/press2006/060613.htm [intel.co.jp]

Re:High-k金属ゲート

[gf1e (33031)]

かなり出遅れたのでもう誰の目にも触れないかもしれないけど、
Ando's Microprocessor Information [geocities.jp]でも「何故，High-K，メタルゲートは金曜の夜に発表されたのか？」という話題が出ていましたね。「IBMがIntelの発表文案を見て，それを編集して自社のプレスリリースを作った痕が歴然です」だって。

Re:High-k金属ゲート

[Anonymous Coward]

>＃IBMを挟んで、CELL & AMD連合軍って感じですね。
IBMと組んでるところあげるとかなりの大連合になりますよね。
ほかにはSamsung、Chartered、Infineon、あとはFreescaleも参加するみたいです。

Re:High-k金属ゲート

[Anonymous Coward]

IBM連合はバルク組とSOI組に分かれていてAMDはSOI組に所属。

バルク組
Samsung,Infineon,Chartered,Freescale
SOI組
AMD,SONY,TOSHIBA,Freescale

のはず。

Re:High-k金属ゲート

[Anonymous Coward]

CharteredはSOIやってませんでしたっけ？
AMDとかXbox360のCPU製造するとかいってた気がしますが。

Re:High-k金属ゲート

[Anonymous Coward]

CharteredのSOIに関しちゃ製造請負だけで共同開発までは行ってなかった気がします。

Hyper-Threadingは？

[Mizar (27267)]

• 続・Intelの45nmプロセスCPU “Penryn”について [fc2.com]
• Penryn to have HT [theinquirer.net]
• Intel 45nm Penryn Supports Hyper-Threading [vr-zone.com]

誤報かもしれませんが、PenrynがHyper-Threadingをサポートするという話が出ています。2008年に予定されているBloomfieldはHyper-Threadingをサポートするらしいとは前にも出ていたんですけどね。

• クアッドコアで4G超えるINTELのBloomfield [nueda.main.jp]
• Bloomfield To Hit > 4GHz & Has 8MB Cache [vr-zone.com]

本当ならば

[Anonymous Coward]

NetBurstのときのHTは実行ユニットの空きを減らして
有効活用するというのが主眼だったと思われますが、
今時のCPU（Cell BEやXBOX 360 CPUを含む）がコア毎にマルチスレッドへ対応するのは
どちらかというとコンテキストスイッチが必要とする負荷を隠蔽して
マルチスレッドアプリケーションを作りやすくするためという側面が強いので
必要とするトランジスタ数や消費電力を少なくしたいなら
fine-grained multithreadingやcoarse-grained multithreadingでも悪くないわけですが、
やっぱり既にCore MAがOoOを実装していることを考えると真のSMTなんですかね。

そうするとHTの脆弱性の問題がまた復活しそうなわけですが。

Penryn

[goji (949)]

英国 [cornwalls.co.uk]ですな。

Re:ぺんりゃん

[meiryo (32944)]

てっきり、音の響きから中国かと。

だれか知ってる人いる？

[the.ACount (31144)]

「high-k」が何の略かと思って検索してみたら「高-比誘電率」と分かったが、なぜ「比誘電率」が「k」なのかは不明だ。
だれも知らずに使ってるみたいだなー。

--
the.ACount

Re:だれか知ってる人いる？

[Anonymous Coward]

昔から比誘電率にはκ[kappa]がよく使われます（誘電率のεほど確立していないので、他の記号も
何種類か使われますが）。κは英語圏ではkでもあらわされるので、その流れです。
じゃあなんで比誘電率がκなのかと言われると困りますが。

#この辺の物理数は、由来のきちんとあるものと適当に定数として空いている文字を割り当てたもの
#とが混在しているので私にはなんとも判別できません。

Re:だれか知ってる人いる？

[Anonymous Coward]

えっ、波数のkかと思ってました・・・

Re:だれか知ってる人いる？

[glasstic (32934)]

「k」については、他のコメントを見てもらうとして、「high-k」についてもぶら下げてみる。
色々端折ってるので、正確な解説ではないですが、なぜhigh-k（高誘電率）がいいのか簡単に説明すると・・

トランジスタのゲートの部分はコンデンサになっているのですが、単位面積当たりの容量値が大きいほど駆動能力が上がり、
回路が速く動作できるようになります。
コンデンサの容量を増やすには、電極の間隔を狭くするか、間に挟む誘電体の誘電率を高くする必要があります。
これまでのプロセスの微細化では、前者の電極の間隔を狭くする方法を取ってきました。
しかし、あまりに間隔を小さくしすぎたため、最近のプロセスでは原子数個分の間隔しかなく、
トンネル効果によってリーク電流が発生し、問題になってきました。
トンネル効果による電流は、間隔を半分にすると電流が一桁増えるため、これ以上間隔を小さくするわけにはいきません。

そこで、容量を増やすもう一方の方法、誘電率を高くしようというのが「high-k」です。
現在開発されているhigh-kの材料は、過去の材料の3倍から5倍程度の誘電率があります。

誘電率3倍の材料を使って電極の間隔を3倍にすると、コンデンサの容量値は変わりません。
つまり、性能はそのままで、リーク電流のみを1/10以下にできます。
逆に、誘電率3倍の材料を使って電極の間隔をそのままにすると、
リーク電流は多いままですが回路が速く動作できるようになるはずです。

適当に探してると、Intel自身の解説 [intel.co.jp]がありました。こちらも参考になるかもしれません。

Re:だれか知ってる人いる？

[shoji12 (14093)]

昔、学校で習った時は、εr（イプシロン）　だった。
いつからκ（カッパ）になったのだろう？
κ（カッパ）となっている本も見かけたような気がするし、
規格になっている記号でもなさそうだし。
Google Book Searchで調べてみると、
1893出版の、Proceedings of the London Mathematical Society　では、
Ｋ（大文字のケー）が使われているようだ。
残念ながら、マクスウェルやヘビサイドがどんな記号を使っていたかは判らなかった。
エライ人教えて！

Re:だれか知ってる人いる？

[Anonymous Coward]

誘電率がεで、比誘電率(=真空の誘電率との比)がκじゃなかったっけ?
真空の誘電率をε0として、κ=ε/ε0 の関係。

市場の反応は？

[Anonymous Coward]

消費電力を下げずにコア数増強ならムーアの法則をクリヤーできるだろうが
Windowsでは役に立たそうだし難しい判断になりそう
今後、仮想コンピュータが増えてくれれば遅くならずに切換えられたりとか便利そうです
市場の要求度と使用者の平均スキルがどの程度まで上がってるかが勝負でしょうね。
それよりこのパワーを利用してPC以外に使える端末やら装置を作った方が
もしかしていい方向に進むのかなと今更思たり

#数年以内にMacbook クワッドコア来そうだ

Re:市場の反応は？

[akiraani (24305)]

　低消費電力化はハイエンドローエンド問わず市場に影響があると思いますよ。
　ノートパソコンなんかで消費電力が問題になるのは当たり前としても、ハイエンドでもこんな話 [cnet.com]がありますから。
　消費電力の多寡はハードウェア設計の自由度にも現れるし、熱なんか気にしないハイエンド自作派ユーザーよりも、デザイン重視のメーカーPCを使っている一般ユーザーの方が恩恵を受ける、のではないかと個人的には思っています。

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しもべは投稿を求める →スッポン放送局がくいつく →バンブラの新作が発売される

Re:市場の反応は？

[Anonymous Coward]

>市場の要求度と使用者の平均スキルがどの程度まで上がってるかが勝負でしょうね。
マルチスレッドを扱うプログラマのスキルもお忘れ無く

Re:市場の反応は？

[Anonymous Coward]

>>マルチスレッドを扱うプログラマのスキルもお忘れ無く

それはないと思うよ、普通の処理でそこまでマルチスレッドを
必要とするソフトは限られているし、マルチスレッド可能
マシーンか判別しないとダメだろうし面倒だと思う。

無駄だと思うよ。

プログラム単体で扱いより、完全に独立して動かせる部類に効果がでると思う。
Macのダッシュボードとか、バーチャルマシーンとかブラウザならJAVAとか

Re:市場の反応は？

[yosuke2 (30603)]

＞プログラム単体で扱いより、完全に独立して動かせる部類に効果がでると思う。

うちはデゥアルコアにしたけどHDDの速度がついてこないのでマルチタスクは重いままだなー。

Re:市場の反応は？

[Anonymous Coward]

最近の新人プログラマのコードを見てると、特に必要そうじゃなくても、ばかすかスレッドを起こすのがけっこう普通っぽいですね。たまに面倒なバグにはまってるようですが。

Re:市場の反応は？

[Anonymous Coward]

> マルチスレッドを扱うプログラマのスキルもお忘れ無く

ご安心くだされ、メイニーコアが標準になった暁には、
コンパイラ側で勝手にコンカレントなコードを吐く様になっており、
プログラマが意識する必要が殆どなくなっているはずです。

というか、そういう言語環境が主流になるはずです。

いや、そうなっててほしいなぁという願望です。

# なんだ

Re:市場の反応は？

[Anonymous Coward]

intelって確かUMPC用の超低消費電力CPUも開発してるんですよね。

非同期化IA-32マダー

[Anonymous Coward]

i8085やARMでは実装例があるみたいですけど、IA-32みたいな大きなやつを丸ごとと云うのは聞かないですね。