L'architecture X des composants

Réaliser des connexions à 45 degrés au lieu de 90 améliore les performances, tout en réduisant la taille des puces et leur coût.

L'innovation est majeure pour le domaine des composants électroniques. Jusqu'ici utilisée, l'architecture Manhattan met en ?"uvre des connexions à angles droits pour dessiner les circuits électroniques et relier les différentes couches métalliques d'un composant. L'architecture X, elle, se caractérise par des interconnexions diagonales, selon un angle de 45 degrés. Les bénéfices sont nombreux : meilleures performances, taille des composants réduite, et coût de production moindre.Les travaux ont démarré il y a huit ans. L'anticipation des difficultés pour concrétiser le concept de l'architecture X a d'abord suscité un certain scepticisme à son égard. Depuis, différents acteurs de la chaîne de conception et de fabrication de composants en ont démontré la faisabilité. Cadence Design Systems, éditeur d'outils d'automatisation de conception électronique, affirme avoir réalisé des essais de design avec plus de 40 sociétés sans rencontrer aucun problème.

Une réalité commerciale

L'architecture X est devenue une réalité commerciale en 2005, lorsque Toshiba a annoncé le démarrage de la production en masse d'un composant SoC (System on a Chip), basé sur l'architecture X à destination du marché du multimédia grand public. Suivi peu après par ATI, avec un processeur graphique PCI-Express pour PC portables et de bureau. Plus récemment, le monde des réseaux est entré dans la danse : Teranetics, start up californienne spécialisée dans les composants pour réseaux à très haut débit, a annoncé plancher avec Cadence sur la conception d'une puce 10 Gigabit Ethernet exploitant l'architecture [e-mail]

Nouveau : des connexions en diagonale

1. Un existant préservé
La plupart du temps, l'architecture X est mise en ?"uvre sur les couches de métal 4 et 5 des composants. La conception orthogonale classique est conservée dans les trois premières couches. Les fabricants de puces préservent ainsi une partie des investissements réalisés pour le design de ces trois couches, réservées le plus souvent aux fonctions de base.

2. Un signal plus court, donc plus fiable et plus rapide
En pratique, les interconnexions à 45 degrés réalisées avec l'architecture X sont, en moyenne, plus courtes d'environ 20 % que les connexions réalisées à angle droit. L'intégrité du signal s'en trouve améliorée. Les VIA, par lesquels on relie les différentes couches métalliques, présentent une forte résistance électrique. Avec l'architecture X, leur nombre est réduit de 30 % en moyenne. D'où de meilleures performances.

3. Un coût de production moindre
En diminuant leur taille, l'architecture X abaisse le coût des puces d'environ 10 %. Il s'agit là d'économies significatives pour les fabricants. Lesquels considèrent en général que, dès lors qu'ils anticipent une réduction des coûts de 3 à 5 %, l'implémentation d'un nouveau concept se justifie. La possibilité de réaliser des connexions à 45 degrés facilite aussi la conception en diminuant les contraintes.

4. Une consommation électrique réduite
Jusque-là, puisqu'on ne pouvait pas toucher à la longueur des connexions, performances et consommation électrique allaient de pair dans les composants électroniques. Avec l'architecture X, le raccourcissement des connexions engendre, parallèlement à lamélioration des performances, une réduction de la consommation électrique.