Статья только в электронной версии журнала
В середине декабря корпорация Intel (Санта-Клара, шт. Калифорния) должна объявить о своей новой технологии, разработанной с целью преодоления двух все более ощутимых барьеров, преградивших путь к повышению быстродействия процессоров, высокого энергопотребления и выделения тепла.
Исследователи компании придумали новый дизайн транзистора - ключевого компонента, лежащего в основе функционирования всех интегральных схем. Изготовители ускоряют работу процессоров путем уменьшения физических размеров транзисторов (по существу представляющих собой миниатюрные выключатели с двумя возможными состояниями), чтобы они могли действовать на более высокой частоте и чтобы их как можно больше умещалось на одном кремниевом кристалле.
Например, если первый процессор Intel, выпущенный в 1971 г. под маркой 4004, имел 2250 транзисторов, то нынешний наиболее производительный Pentium 4 включает около 42 млн. этих элементов.
Используя новый дизайн под названием Terahertz, компания надеется со временем научиться делать чипы, вмещающие свыше миллиарда транзисторов, которые будут переключаться из одного состояния в другое до триллиона раз в секунду. При существующей технологии, говорят представители Intel, это недостижимо, так как подобные чипы потребляли бы слишком много энергии, сильно перегреваясь.
Intel обратилась к проблеме, стоящей перед всеми производителями микропроцессоров, однако говорить, что ее решение получит широкое признание, по мнению аналитиков, пока преждевременно.
К примеру, можно сослаться на разработки IBM: лидирующая в решении проблем утечки энергии в чипах, эта корпорация уже использует в собственных процессорах особую технологию (SOI - кремний на изоляторе), уменьшающую электрические потери, отмечает аналитик Cahners In-Stat/MDR (Саннивейл, шт. Калифорния) Кевин Крюэлл.
“По-моему, еще далеко не факт, что Intel нашла заветную чашу Грааля, - говорит он. - Пока нельзя сказать, насколько ее изыскания лучше того, что уже сделала или над чем работает IBM, но тем не менее рассеяние энергии является чрезвычайно важной проблемой. И хотя сегодня мы пытаемся уменьшить эффект тепловыделения, конструируя сверхнизковольтные чипы, в итоге все-таки получаются процессоры, которые потребляют чрезмерно много энергии”.
Чтобы собрать в одном месте больше транзисторов, работающих с большей скоростью, изготовители чипов уменьшили их до прежде немыслимых величин. Например, используя свою новейшую технологию производства с проектными нормами 0,13 мкм, Intel довела их размеры до 0,06 мкм. (Для сравнения: человеческий волос имеет толщину около 50 мкм.)
Руководство корпорации утверждает, что к внедрению новой технологии изготовления транзисторов в массовое производство процессоров они смогут приступить с 2005 г.
Меньше и быстрее
Свои процессоры для повышения их производительности Intel изготавливает на базе все более миниатюрных и быстрых транзисторов, как и должно быть по закону Мура*1
_____
*1. Один из основателей Intel Гордон Мур предсказал, что число транзисторов в процессорах каждые полтора-два года должно удваиваться. На практике прогноз подтверждается с 1971 г.
- Проблема. Современный дизайн транзисторов в ближайшие годы станет неприемлем из-за высокой потребляемой мощности, рассеяния энергии и перегрева.
- Возможное решение. Транзисторная технология Terahertz, использующая новые изолирующие материалы, уменьшит энергопотребление и токи утечки. Ее внедрение в производство намечено на 2005 г.
