Intel Core i7 3770K / i5 3570K / i5 3550 Ivy Bridge review

22nm transistors

De nieuwe Ivy Bridge processors zijn zoals geschreven grotendeels gebaseerd op de bestaande Sandy Bridge-architectuur. Zoals we verderop zullen zien is met name de geïntegreerde videokaart onder handen genomen: die is een stuk sneller geworden én biedt vanaf nu ondersteuning voor DirectX 11. Het CPU-gedeelte van de processors moet het doen met slechts een beperkt aantal kleinere optimalisaties. Het belangrijkste nieuws is dat Intel bij de nieuwe processors gebruik maakt van haar nieuwe 22nm productieprocedé.

De nieuwe transistors waaruit de processors zijn opgebouwd zijn niet alleen een stuk kleiner dan de 32nm exemplaren die we kennen van de Westmere en Sandy Bridge processorgeneraties, ze zijn ook fundamenteel anders ontworpen dan hun voorlopers. Intel spreekt zelf over Tri-Gate 3D-transistors: het channel van de transistors waar in ingeschakelde staat de stroom door gaat van source naar drain is immers niet langer plat, maar is verhoogd tot een soort muur die in de gate is verwerkt, waardoor er een grote gate-oppervlakte is en stroom zodoende beter geleid kan worden.

Bij conventionele transistors gaat het kanaal onder de gate door. 

Bij Intels nieuwe 22nm 3D-transistors gaat het kanaal fysiek door het gate-materiaal. Zo is er een grotere oppervlakte tussen gate en kanaal.

Door dit drievoudig uit te voeren (tri-gate) is er nog meer oppervlakte, waardoor nauwkeuriger geschakeld kan worden.

Voor wie geen expert is op het gebied van procestechnologie, is vooral het resultaat van belang. Dat is niet onaanzienlijk: de nieuwe transistors kunnen bij een gelijkblijvend voltage tot bijna 40% sneller schakelen. Je kunt het ook omdraaien: bij gelijkblijvende snelheid kunnen de transistors werken met zo’n 0,2 volt lagere spanning. Dat kan tot een reductie van het stroomverbruik tot 50% leiden.

Op de x-as het voltage, op de y-as de schakeltijd. De nieuwe 22nm transistors zijn met hetzelfde voltage tot 37% sneller of kunnen bij gelijke snelheid met 0,2 volt minder voltage af.

Bovenal zijn de nieuwe transistors natuurlijk kleiner. Dat betekent dat een chip met dezelfde functionaliteit en hetzelfde aantal transistors fysiek kleiner wordt en dus goedkoper te produceren. Die redenering kun je ook omkeren: op hetzelfde chipoppervlak kun je met kleinere transistors er simpelweg meer kwijt en dus complexere, snellere processors maken.

De voordelen van de 22nm transistors zien we direct als we de fysieke eigenschappen van Sandy Bridge (32nm) en Ivy Bridge (22nm) vergelijken. De Sandy Bridge processors bevatten 1,16 miljard transistors op een oppervlakte van 216 mm². De Ivy Bridge processors bevatten 1,4 miljard transistors op een oppervlakte van 160 mm². Waar bij de high-end Sandy Bridge modellen een TDP (maximaal stroomverbruik) van 95 watt gebruikelijk is, hebben de snelste Ivy Bridge modellen een TDP van 77 watt.