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트라이 게이트 트랜지스터로 누전 전류 막는다
sihyunj (ID)
조회 :
2092 ,
2005/09/15 14:04 |
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그렇다고 해서 인텔이 CPU 자체의 전력 소모 해결에 뒷짐을 진다는 건 아니다. 사실 전력 소모량을 떠나 좁은 다이 공간에 트랜지스터 집적도를 계속 높이려면 인텔은 여름방학 숙제와는 차원이 다른 긴 숙제를 풀어가야 한다.
트랜지스터 집적도를 계속 높이려면 당연히 트랜지스터 기술 자체에 대한 개선이 필요하다. 또 그냥 집적도만 늘리는 게 아니라 좁아진 공간에서 생길 수 있는 누전 전류(이런 저항 전류는 전력 소모량 증가로 이어진다)를 줄여야 한다.
이렇게 생각해보면 인텔은 참 고민도 많은 업체다. 아무튼 인텔은 집적도 향상과 전력 소모량의 2마리 토끼를 모두 잡을 수 있는 트랜지스터 구조 자체를 개선하는 노력을 하고 있다. 트라이 게이트 트랜지스터(Tri-gate Transistor) 역시 이런 결과물 가운데 하나로, 누전전류를 막아 전력 소모량을 줄여주는 역할을 한다.
원래 트랜지스터는 평면(Planar Transistor)을 이용해왔다. 평면 트랜지스터는 실리콘 기판 위에 따로 튀어나오는 게 없는 평평한 형태다. 하지만 인텔이 프로세서에 적용할 트라이 게이트 트랜지스터는 3차원으로 이뤄져 있다.
인텔이 이렇게 트랜지스터를 평면에서 입체형으로 바꾸는 건 기본적으론 같은 공간에 더 많은 트랜지스터를 넣기 위해서다. 지금의 평면 트랜지스터로 집적도를 계속 높이게 되면 공간 제약은 물론이고 신호 간섭 현상이 일어난다.
이를 입체형으로 바꾸면 트랜지스터 자체의 트랜지스터 구성 요소 간 거리가 짧아진다. 이는 시그널 전달 거리가 짧아진다는 걸 의미하고, 더 빠른 전달 속도를 말하는 것이다. 물론 이에 따른 발열 문제가 대두될 수 있긴 하다.
다른 요인도 있다. 기본적인 얘기지만 트랜지스터는 일종의 스위치와 비슷한 장치다. 트랜지스터를 구성하는 요소는 소스와 드레인, 게이트의 3가지. 소스는 전자를 공급하는 역할을 하며 이 전자는 입구 격인 드레인으로 흘러간다. 게이트? 게이트는 소스와 드레인 사이에서 전자의 양을 조절해주는 밸브 같은 존재다.
인텔은 90nm 제조공정으로 만든 CPU의 경우 50nm 게이트를, 65nm 제조공정에선 30nm 게이트를 적용하며 2007년 내놓을 45nm 제조공정에선 20nm 게이트를 채택할 계획이다. 문제는 트랜지스터의 집적도가 높아지고 게이트가 미세화되면서 이들 트랜지스터 구성 요소간의 간격이 너무 좁아진다는 것. 특히 중요한 역할을 하는 게이트의 경우 절연막 두께가 너무 얇아져 누전전류가 생긴다.
트라이 게이트 트랜지스터는 평평한 기존 트랜지스터 대신 입체형으로 만든 것이다. 인텔에 따르면 "트라이 게이트 트랜지스터는 현재까지 시험 단계일 뿐이며(45nm 공정에서 도입될 예정이다) 트랜지스터 채널에서 누수(누전전류 차단)를 막기 위한 방법으로 테스트하기 위해 설계한 것"이라고 한다.
트라이 게이트 트랜지스터는 입체형이어서 게이트 역시 탑 게이트와 사이드 게이트 2개로 이뤄져 있다. 사실 사진을 접했을 때에는 누수를 막기 위해 게이트 단계를 늘린 것이 아니냐는 추측을 했으나 인텔측에 따르면 탑 게이트와 사이드 게이트는 모두 트랜지스터 채널의 세 방향을 둘러싼 것일 뿐 하나의 게이트로 작동한다고 한다(사실 당연한 일이겠지만). 분리된 기능을 따로 갖고 있지는 않다는 얘기다.
아무튼 인텔은 이 트라이 게이트 트랜지스터를 45nm 제조공정에서 도입할 계획으로 현재 개발 중이라고 한다. 이 새로운 트랜지스터가 CPU의 전력 소모 자체를 줄여주는 건 아니지만 옆길로 새는 누수를 막아주는 역할은 할 것이라는 게 인텔의 기대로 보인다.
이제까지 요나에 대한 내용을 살펴봤다. 사실 요나에 대한 정보가 공개됐다고는 하지만 아직 뚜껑을 연 상태가 아닌 이상 궁금증에 대한 답변은 인텔에 의존할 수밖에 없다. 분명한 건 요나나 나파 플랫폼이 등장했다고 해서 듀얼코어 자체로 인해 성능 향상을 만끽하면서 우리가 대단히 놀랄 일은 없을 것이란 것이다.
이보다는 리튬이온전지와의 이별은 2010년쯤이나 되겠지만 인텔이 장담한 2008년 노트북 8시간 연속 재생에 눈길이 간다. 영화 4편 정도는 거뜬하게 아웃도어에서 즐길 수 있는 그런 환경 말이다. @Buzz
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