英特爾2009國際固態電路會議重點新聞

國際固態電路會議 (ISSCC) 將於2月8日至12日在美國舊金山舉行，英特爾將發表15篇論文，英特爾資深院士Mark Bohr將於一場特別僅開放給受邀參加的全員研討會議上發表主題演說。

Bohr將討論新系統單晶片 (system-on-a-chip, SoC) 的時代，這需要半導體製造業者引進截然不同的創新方式，並繼續延用摩爾定律 (Moore’s Law) 到下一個十年。本週將發表數項研究成果，討論如何使未來系統單晶片的功能更為豐富，包括在行動裝置上支援無線傳輸電波 (wireless radio) 和更佳的繪圖功能。

半數以上的微處理器研討議程將由英特爾擔綱，包括四篇討論最新45奈米 (nm) 企業級處理器 (enterprise processors) 的論文。

部分重要英特爾研究論文和簡報的詳細內容如下：

系統單晶片將延續摩爾定律
「系統單晶片世界延展的新時代」
英特爾技術與製造事業群資深院士暨製程架構與整合部門總監Mark Bohr
大會全員研討議程1.3：2月9日上午10點35分

隨著英特爾投入開發具備高電源使用效益運算能力與更強行動性的產品，試圖以更小型電晶體製作運作時脈更高，體積更大微處理器核心的趨勢已告結束。Bohr將討論如果要延續微處理創新，需要在電晶體開發和線路設計上採取根本的改變。此一新時代即為系統單晶片，而完整的系統整合將成為未來的挑戰。英特爾計畫運用其晶片設計專業、產能、先進製造技術以及摩爾定律的經濟規模特性，催生全新的高度整合、特定用途與支援上網的系統單晶片設計與產品類別。

針對未來系統單晶片設計的創新數位無線電技術
未來的系統單晶片將內建彈性無線電功能，催生行動通訊的新時代。「隨時隨地連結」 (connect anywhere, anytime) 的期待需要替平台添加額外無線電功能（如WiFi、WiMAX、3G、藍牙），這會佔用空間、耗電並影響運算效能。英特爾研究人員正積極尋求提供解決方案的方法，運用科技將更多無線電元件整合到矽晶片上，並改善成本和效能。英特爾研究人員將發表三大里程碑，描述在未來系統單晶片上啟動數位無線電和完整功能的新概念。

「以45nm LP數位製程製作的1.1V、50Mw、2.5GS/s 7b分時C-2C SAR ADC」 (A 1.1V 50mW 2.5GS/s 7b Time-Interleaved C-2C SAR ADC in 45nm LP Digital)
第4.2場研討會，2月9日下午2點

本論文詳述一種60GHz無線電新技術。該項名為SAR ADCs的技術把多個較簡單的類比數位轉換器 (ADC) 耦合在一起，藉此將類比訊號轉換為數位，並將工作分配給各個ADC。這種作法可以：
• 將數據傳輸速率提升到5Gb/s以上，透過無線傳輸一部DVD畫質的電影不需10秒即可完成。
• 第一只能以2.5Gb/s傳輸7位元的純CMOS ADC，代表達成數位無線電高效能水平的一大步。
• 其電源使用效率與目前最先進的ADC相當，但更加精確。

「以45nm CMOS製作支援數位邊頻校正的4.75GHz分數分頻器」
第12.6場研討會，2月10日上午10點15分
類比無線電訊號處理通常效率不佳，需要藉由濾波才能修正頻譜雜質 (spectral impurities)，後者可被視為頻率偏移 (frequency mis-matches)。要達到優異的靈敏度和可靠的數據傳輸需要純粹的本地震盪器 (local oscillator , LO) 訊號，因此需要濾波。先前作法使用多個電感(inductors)，這會佔用空間、耗電且增加成本。這篇業界首見的論文說明如何運用數位技術，進行必要的電壓控制震盪器 (VCO) 頻率轉換和線路校正，會得極佳的LO純度。該項數位技術可：
• 減少需要的零組件數目，進而縮小矽晶片面積。
• 創新技術運用45nm CMOS製程原本的閘極延遲變化，測量和校正偏移。

「以32nm CMOS製作支援共生電阻補償的1.05V、1.6mW、0.45°C 3σ解析度 ΔΣ-Based溫度感測器」
第20.1場研討會，2月10日上午8點30分

本論文介紹第一只針對微處理器應用，以high-k金屬閘極數位32nm CMOS製作的溫度感測器。以大量遙測感應器測量整個多核心晶粒上的溫度。處理器控制單元即可配合這些感測器，提供正確的溫度資訊給高階軟體元件，執行各種管理和最佳化工作。在多核心的時代，散熱/電源管理對平台效能和電源使用源效率而言非常重要。這種作法可：
• 改善處理器電源管理。
• 以可靠的方式將微處理器效能最大化。
• 測量多個位置的熱點，透過負載平衡限制電流洩漏。
• 降低運作壓力，延長處理器組件壽命。
• 多個感測器支援更精確的辨識和介入。

提供更佳繪圖功能給小型行動裝置
SIMD運算能提升大多數高效能、高耗電多媒體、繪圖、和訊號處理的電源使用效率，對行動裝置十分重要。SIMD指的是運用在多個資料 (Multiple Data) 元件 – 如影像上的所有畫素 – 上的單一指令 (Single Instruction)。隨著裝置縮小和應用視覺化，我們需要用更佳技術執行SIMD處理，並減少耗電。目前的SIMD加速電路的洩漏電流大，電源管理功能也有限，對降低電壓的延展性亦不佳。

「45nm CMOS製作的300mV、494GOPS/W可重新配置雙供應4-Way SIMD向量處理加速器」
第14.6場研討會：2月10日下午4點15分

本論文討論45nm SIMD加速器晶片原型，可跨平台支援更豐富的多媒體和更身歷其境的視覺經驗，特別是在筆記型電腦、行動上網裝置 (MIDs)與其他小型裝置上。新技術能提供：
• 在標準電壓下，電源使用效率較現有產品改善10倍。
• 電路可順利延展到超低電壓（1.3V到230mV）。
• 電壓可降到300mV，進一步減少耗電達8倍。

領導業界的45nm企業級處理器
「45nm 8核心企業級Xeon®處理器」
第3.1場研討會：2月9日下午1點30分

• 具備8核心16執行緒企業級Xeon®處理器，內建9M 45nm CMOS技術製作的23億顆電晶體。
• 運用per-lane TX和RX補償的I/O連結，運作速度達6.4GT/s。

「45nm英特爾架構處理器系列」
第3.2場研討會，2月9日下午2點
• 下一代英特爾架構 (IA) 處理器系列，以45nm high-k金屬閘極CMOS製作的功能包括多達8核心、加強酷睿™微架構 (Core™ microarchitecture)、3層快取記憶體、和雙向 SMT (2-way SMT)。
• 該系列具同調點對點連結 (coherent point-to-point link) 並內建記憶體控制器、電源管理微控制器及功率閘極電晶體。

「四核心Itanium®處理器上的動態頻率切換時脈系統」
第3.4場研討會：2月9日下午3點15分
• 新一代的Intel® Itanium®處理器代號為“Tukwila”，整合四核心、系統介面、六條Intel QuickPath® Interconnect通道與四通道記憶體。
• 700mm2面積的晶粒和高度整合為時脈系統設計帶來耗電和變異補償上的挑戰。
• 本論文討論這些挑戰，並說明如何以電壓-頻率管理解決方案將處理器的耗電和散熱範疇最佳化。

「45nm 6核心Xeon® CPU效能超過百萬TPCC」
第3.8場研討會：2月9日下午4點45分
• 單晶片(monolithic)6核心Xeon®處理器內建以9M 45nm CMOS製程製作的19億顆電晶體、9MB L2和16MB L3快取記憶體，配置在8路平台組態上的TPCC效能超過1百萬次資料傳輸/分鐘。
• 前端匯流排 (FSB)的I/O電路內建於晶粒中央，減少I/O延遲。

關於英特爾
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