Intel最近披露了有关45nm工艺“Penryn”双核心、四核心处理器的大量细节资料。

整整一年前，Intel成功制出了45nm工艺的SRAM芯片，完成了新工艺进程中的原型平台；今年初，45nm Penryn的原型又成功运行了Windows XP、Windows Vista、Mac OS X、Linux等操作系统，显示了其成熟性。

Penryn并非全新架构的产物，而是现有Core架构的工艺改进版，大体上区别不大，只是进行了一些技术增强，比如更大容量的二级缓存、更高的主频、更好的散热、完整的SSE4指令集、先进的high-k工艺等等。在接口上，LGA775继续沿用，现有主板基本只需BIOS即可。

在晶体管数量上，65nm双核心Conroe/Merom/Woodcrest拥有2.93亿个，45nm双核心Penryn则提高到4.1亿个，其中四核心版本更是翻番到8.2亿个。虽然这只是现在Montecito双核心Itanium 2的大约一半(后者17亿个)，但相当于2000年180nm工艺Willamette核心Pentium 4的20倍(后者4200万个)。

Penryn的芯片尺寸和二级缓存容量还没有确切的数字，但据悉前者会从143平方毫米缩减到110平方毫米左右，后者则从4MB增至6MB。

Intel的代表解释说，Intel认为现有的多芯片Kentsfield和Clovertown四核心很成功，生产良率也有保障，而且有充足的选择余地，因此没有必要立刻转到单芯片。所谓“真四核”要等到再下一代的Mehalem架构，也就是Penryn的继承者，全新的45nm架构，2008年下半年登场。

Penryn有很多值得关注的地方，其中最重要的莫过于“high-k”工艺，也就是用更高介电常数的金属栅极取代传统的低介电常数(low-k)的二氧化硅栅极，从而大大解决漏电问题。据称，与同频率的65nm工艺相比，45nm high-k可将晶体管转换速度(频率)提高20％，同时转换能耗减少30％，并将漏电降至1/5。

Penryn时代的功耗仍会维持在35W左右，所以主频会有不小的提高。Intel没有给出确切的频率，但有关工程师指出高端桌面会超过3.3GHz，笔记本则会不低于2.5GHz，而理论上的工作速度会更高。

Intel没有详细解释high-k工艺所用的材料，只是表示high-k栅极基于“铪”元素，金属栅极的两种元素则拒绝透露。Intel高级研究员Mark Bohr称：“可能的组合有上百种，能完成这种组合是一个重大的成就。”Intel还放出豪言，其他半导体企业要达到他们这种水平，得等到32nm工艺时代甚至更晚。

今年下半年，美国俄勒冈州Hillsboro的D1D工厂会率先投入45nm Penryn的生产，亚利桑那州Chandler的Fab 32在数周内跟进，然后是投资40多亿美元的以色列耶路撒冷的Fab 28。

45nm Penryn的第一张官方晶圆结构图(点击放大)

high-k工艺示意图(点击放大)

45nm晶体管示意图

从上到下：低电阻层、金属栅极(包含两种不同的材料)、high-k氧化层、硅通道

工艺进程

工艺进程

三座45nm工厂