X-Architektur soll Chips beschleunigen

Die Firmen ATI, Cadence und TSMC haben einen Preis der Industrievereinigung X-Initiative für den ersten Serienchip mit einer Verdrahtung in X-Architektur erhalten. Bei der X-Architektur, die die etwa 40 Mitglieder der X-Initiative voranbringen wollen, handelt es sich um eine auf den ersten Blick erstaunlich simple Idee: Während nämlich bisher die einzelnen Transistoren und Funktionsblöcke fast aller Halbleiterbausteine untereinander mit Metall-Leiterpfaden verbunden sind, die sich wie ein rechtwinkliges Gitternetz in mehreren Lagen über den Chip ziehen, arbeitet die X-Architektur mit diagonalen Leiterbahnen.

Laut X-Initiative bringt diese schräge Verbindungsführung eine Reduktion der mittleren Verbindungspfadlänge um bis zu 20 Prozent, außerdem lassen sich 30 Prozent der Verbindungen zwischen unterschiedlichen Metallagen (Vias) einsparen. Durch die kürzeren Verbindungen lässt sich die Taktfrequenz der Chips steigern, durch den geringeren Widerstand sinkt auch der Leistungsbedarf. Auch das Routing und die Entflechtung der Leiterbahnen soll einfacher und schneller geschehen als bei der konventionellen Führung der Metallleiter, die wegen ihres in Draufsicht schachbrettartigen Aussehens, das an die Straßenführung des New Yorker Stadtzentrums erinnert, auch Manhattan-Architektur heißt.

Die X-Architektur kommt nicht bei allen Metalllagen zum Einsatz, sondern nur bei den Lagen vier und fünf (heutige Chip-Fertigungs-Prozesse arbeiten mit maximal 9 oder 10 Metalllagen), deren Raster um 45 Grad verdreht zum "Manhattan"-Raster der Lagen 1 bis 3 angeordnet ist. Selbstverständlich hat die X-Architektur auch ein paar Nachteile, sonst wäre sie wohl schon früher eingesetzt worden.

Zur Realisierung von Chips mit X-Architektur benötigt man die passenden Entwurfswerkzeuge und Bibliotheken, die in diesem Falle Cadence geliefert hat. TSMC hat -- wie bisher auch -- den neuen ATI-Grafikchip mit X-Architektur und PCI-Express-Schnittstelle gefertigt, von dem ansonsten nur noch verraten wird, dass er Strukturbreiten von 110 Nanometern besitzt und sowohl für Desktop- als auch für Notebook-Rechner gedacht ist. ATIs Geheimnistuerei deutet darauf hin, dass es sich wohl um den in den nächsten Wochen erwarteten R520 handeln dürfte, der angeblich rund 300 Millionen Transistoren enthalten soll. Noch innerhalb der nächsten zwei Wochen will jedenfalls Erzkonkurrent Nvidia den G70/GeForce 7800 vorstellen, ebenfalls mit etwa 300 Millionen 110-Nanometer-Transistoren aus TSMC-Fertigung. (ciw)