Статья только в электронной версии журнала
Атомные технологии “процессорных войн”
ПК ЗА РАБОТОЙ
Питер Коффи
Закончились ли уже “процессорные войны”? - вот вопрос, на который оргкомитет выставки PC Expo предложил мне ответить в ходе своего семинара. Отвечаю: нет, не закончились. В июне, накануне открытия этой выставки крупнейшие из противоборствующих сторон, включая корпорацию Intel, приступили к демонстрации своих новейших секретных технологий.
Питер Коффи
Существует множество проверенных в лабораториях технических достижений, которые вскоре изменят сам способ построения микропроцессоров. Перемены такого рода открывают значительные возможности для конкурентов Intel, поскольку одна компания, даже обладающая грандиозными ресурсами, не может биться против всех на этом многомиллиардном поле боя. А если без партнеров в любом случае не обойтись, то иногда крупные уступки могут принести и наибольшую выгоду.
То, что некоторые называют паранойей руководства Intel, на деле может быть тонким и реалистическим пониманием особенностей противоречивой микропроцессорной отрасли.
Говоря о технических нововведениях, я имел в виду не только прошлые достижения в области химии и технологии производства, которые позволили сократить размеры устройств. Речь идет о новых материалах, о конструкциях, из этих материалов, о способах корпусирования подобных конструкций и даже о новых способах программирования получившихся машин.
Интересно было бы побывать на “экскурсии” внутри этих микроскопических конструкций в процессе их создания - там происходят очень любопытные вещи. Представьте себе машину, прокладывающую в полу траншею, которая затем покрывается защитным слоем и заливается расплавленным металлом. Глубина траншеи вчетверо превосходит ее ширину, так что добиться ее заполнения без случайных пустот очень непросто; однако высокое качество выполнения этой операции является непременным технологическим требованием. А теперь представьте, что ширина траншеи составляет всего четвертую часть тысячной доли миллиметра. Представили? - Именно так выглядит технологический процесс Damascene корпорации IBM, применяемый для производства микросхем с медными проводниками.
Специалисты Intel разработали иной, возможно, лучший способ: в лабораториях этой корпорации проходит проверку технология наложения на поверхность полупроводника медной пластины толщиной в 1 микрон, лишние части которой затем удаляются путем травления. Образованные таким образом электрические соединения должны быть более однородными по своим свойствам, чем полученные с применением процесса Damascene.
Почему такое внимание к меди? Потому, что этот металл проводит электричество более эффективно, чем алюминий, широко применяемый в настоящее время. Формирование на поверхности кристалла максимального числа транзисторов сегодня не самая сложная задача производства полупроводниковых приборов, сформировать соединения между этими транзисторами куда сложнее. Более эффективные соединения означают уменьшение потерь энергии и позволяют применять более узкие проводники при сохранении электрических потерь на приемлемом уровне.
Огромное значение имеют также изоляционные материалы, используемые для гальванической развязки различных проводников. Несовершенство изоляции приводит к взаимному влиянию близрасположенных проводников, что ведет к энергетическим потерям и “смазыванию” формы импульсов.
Вакуум был бы лучшим изолятором, но воздух ему почти не уступает, что делает возможным применение в микроскопических масштабах кристалла “воздушных линий”. Вот только расчет элементов этой конструкции приходится делать исходя не из допустимого провисания проводов под собственной тяжестью, а из амплитуды колебаний, которые возникают под действием электромагнитных импульсов. Можно подкладывать между перекрещивающимися проводниками слои изолирующих материалов, состоящих по большей части также из воздуха, таких, как аэрогелевые компаунды, включая их разновидность xerogel, разрабатываемую фирмой Texas Instruments.
Без применения этих передовых методов невозможно реализовать сложные внутренние RISC-структуры современных кристаллов с набором команд X86 - что может оказаться их ахиллесовой пятой в борьбе с несдающимися процессорами PowerPC, Alpha и другими.
Насколько важно для вас, чтобы следующий ваш ПК имел процессор производства корпорации Intel? Сообщите мне по адресу: peter_coffee@zd.com.
Более эффективные соединения означают уменьшение потерь энергии и позволяют применять более узкие проводники
