ttt: Prozessoren mit 20 GHz ab 2008

Vor tausend Tagen: Nach einer Studie von Mercury Research sollen schon im Jahr 2008 Prozessoren mit Taktfrequenzen von 20 GHz möglich sein. Der Weg zu diesen Frequenzen ist aber mit einigen Technologieänderungen verbunden.

Diese Meldung erschien bei tecCHANNEL vor 1000 Tagen am 30.1.2000. Mit unserem Service "Tausend Tage tecCHANNEL" (ttt) weisen wir noch einmal auf wichtige Entwicklungen der Vergangenheit hin und prüfen, was aus hochgelobten Trends und Technologien geworden ist.

Zum schritt weisen Erreichen der 20 GHz sind nicht nur neue Mikroarchitekturen nötig: Alternative Gate-Strukturen der Transistoren, bessere Isolatoren und vor allem kleinere Strukturbreiten sollen die angestrebten Ziele ermöglichen und dem Moore'schen Gesetz nachkommen. Nach der von Intel-Mitbegründer Gordon Moore 1965 aufgestellten These verdoppelt sich die Prozessorleistung ungefähr alle 18 Monate.

Ein Hauptproblem sind derzeit die Lithografie-Verfahren. Die Wellenlänge des Lichtquellen sind nicht kurz genug, um den in den nächsten fünf Jahren angestrebten Schritt zur 0,07-Mikron-Strukturbreite zu realisieren. Einen Ausweg könnte hier die sich noch in der Entwicklung befindende Extrem-Ultraviolett-Lithografie sein. Moderne Prozessoren werden derzeit mit 0,18 Mikron gefertigt.

Stärkere Kopfschmerzen bereite den Entwicklungslabors Leckströme. Durch die kleiner werdenden Strukturen auf den Dies sind benachbarte Elemente nicht mehr genügend voneinander isoliert. Deshalb müssen bessere Isolatoren Einzug in das Transistor-Design finden. Statt des überwiegend verwendeten Silizium-Dioxids (SiO2) könnten in den nächsten vier bis sechs Jahren Aluminium-, Titan- oder Tantal-Oxid-Schichten zum Einsatz kommen. Diese Materialien bieten bei dünneren Strukturen einen höheren Schutz vor Leckströmen.

Die Kühlung der Chips wird nicht als dominantes Problem bei den steigenden Taktfrequenzen angesehen. Zukünftige Transistoren sollen mit deutlich geringerem Steuerstrom auskommen. Heutzutage würden sie mit Elektronen regelrecht bombardiert, so Dean McCarron, Geschäftsinhaber und Mitbegründer von Mercury Research. (cvi)

Die Studie von Mercury war zwar leicht überzogen, wies aber in die richtige Richtung. Intel spricht inzwischen von 15 GHz im Jahre 2010, wie einer aktuellen Meldung der PC Welt zu entnehmen ist. Der Pentium 4 soll noch bis 10 GHz skalieren. Geht es nur um die reine Taktfrequenz, so sind alle anderen CPU-Hersteller hinter Intel zurückgefallen. Trotz dieser Dominanz sind die Probleme bei der Erforschung der EUV nur noch von einem Industriekonsortium zu bewältigen. Weitere Informationen zum Thema bieten unsere CPU-Reports. (nie)