IBM verkleint G5-chip

Overstap naar 90 nanometer geeft processor oppepper

IBM stapt voor zijn Power PC 970-processor, beter bekend als de G5 in Apple's G5 Macintosh-computers, over naar een productieproces op 90 nanometer. De nieuwe 970FX belooft een lager energieverbruik én tegelijkertijd een hoger prestatieniveau.

De Power PC 970 van IBM doet onder de naam G5 dienst in de gelijknamige Macintosh-computers van Apple.

De ontwikkeling van de kleinere uitvoering is eind vorig jaar afgerond. IBM heeft nu de massaproductie op gang gebracht. Dit liet het vorige maand weten op de International Solid State Circuits Conference in San Francisco. Daar verstrekte de chipproducent meer details over de nieuwe chip en maakte het gewag van een 2,5 GHz-uitvoering.
De aanstaande G5-uitvoering met 90 nanometer transistorlijnen - in plaats van de huidige 130 nanometer - zou door die verkleining een kloksnelheid van 3 GHz moeten halen. De in juli vorig jaar onthulde G5 draait op 1,6 tot maximaal 2 GHz. De volgende stap, naar 65 nanometer, moeten volgens de huidige planning in 2005 plaatsvinden. Daarna volgt in 2007 de verkleining naar 45 nanometer. IBM werkt op dit vlak samen met AMD, Infineon en Chartered Semiconductor.

Sillicium onder druk

Inmiddels is bekend geworden dat het 90 nanometer productieproces voor de G5 ook strained silicon benut. Die technologie bestaat eruit de atomen van het sillicium-raamwerk onder druk te zetten en daarmee te verspreiden tijdens het aanbrengen in lagen op de chipplak (wafer). Uit die wafel worden na productie de individuele chips gesneden.
Het gebruik van strained silicon zorgt voor een betere doorstroom van elektronen door het halfgeleidende materiaal. Dit resulteert enerzijds in minder lekkage, waardoor de chip minder energie verbruikt, en anderzijds in een snellere werking van de chip. Volgens schattingen levert dit een prestatieverbetering van 35 procent op in vergelijking met niet-strained chips van dezelfde omvang.
Processorreus Intel gebruikt deze aanpak reeds voor de fabricage van zijn nieuwste Pentium 4, codenaam Prescott. Het aanbrengen van de sillicumlaag op de onderliggende laag van sillicium-germanium (sige) is echter geen sinecure. Intel bemerkte dit bij het op gang brengen van de Prescott-productie en moest de lancering van die processor dan ook enigszins uitstellen.
IBM past echter zijn technologie voor sillicium-op-isolatiemateriaal (soi) toe, wat de toepassing van strained silicon wat vergemakkelijkt. De computer- en chipproducent deed soi eind 1999 uit de doeken. Het gebruikt dit sinds midden 2000 voor de fabricage van zijn Power-processoren. Die IBM-eigen Power PC-variant doet dienst in diens AS/400- en RS/6000-servers, respectievelijk iSeries en pSeries.
De nieuwe G5 heeft dankzij de combinatie van productietechnieken een hoger prestatieniveau én een lager energieverbruik dan de oorspronkelijke uitvoering: 24,5 Watt voor een 2 GHz 970FX versus 51 Watt voor een 1,8 GHz 970-chip. Normaliter moet een chipproducent kiezen voor het één of juist het ander. Intels eerste Prescott-exemplaren presteren beter dan de voorgaande Pentium 4, met de Northwood-kern, maar verbruiken weer meer energie.

Apple en beloftes

IBM levert de eerste exemplaren van de nieuwe 90 nanometer-chips aan Apple. Steve Jobs, ceo en mede-oprichter van dat bedrijf, heeft al verklaard dat Macintosh-machines met die snelheid tegen de zomer op de markt komen. Het blijft afwachten of processormaker IBM en computermaker Apple beiden dat schema kunnen halen.
Jobs heeft al eerder snelheidsbeloftes gedaan. De topman kondigde eind 1999 en begin 2000 snellere chips aan, die toenmalig processortoeleverancier Motorola echter niet wist te leveren. Dit betrof de 500 MHz-uitvoering van de G4-processor, die Jobs al in augustus 1999 in het vooruitzicht had gesteld. Begin 2000 werd bekend dat de G4 500 MHz pas midden dat jaar in enigszins ruime aantallen verkrijgbaar zou zijn. Uiteindelijk werd dat pas eind 2000.
Analisten achten de kansen voor IBM en Apple echter groot. Er is nog speculatie dat de Mac-maker vóór de zomer een tussentijdse opwaardering naar 2,6 GHz uitbrengt. Het is onduidelijk of dat dan huidige G5-chips op 130 nanometer zullen zijn of alvast de nieuwe uitvoering. Ook lijkt het nu waarschijnlijker dat de verkleinde G5, die door het lagere energieverbruik minder hitte opwekt, zijn weg kan vinden naar Apple's laptops.
De huidige G5 is te zwaar qua energieverbruik voor draagbare computers. Dit houdt het belang van Power PC-partner Motorola voor Apple nog enigszins in stand. De binnenkort te verzelfstandigen chipdivisie van Motorola had vorig jaar al prototypes gereed van een opvolger voor de G4, codenaam Apollo 7.< BR>