Все новости от 14 декабря 2000 г.

Микропроцессоры IBM и Intel: все меньше и все быстрее

В понедельник на конференции IEEE International Electron Devices в Сан-Франциско Intel распространила отчет, в котором утверждается, что компания может производить транзисторы с элементами размером 8 ангстрем, или три атома, что значительно превышает миниатюрность современных микросхем. «Важность этого достижения в том, что оно доказывает отсутствие физических преград для сохранения темпов повышения производительности микропроцессоров», — заявил директор отделения Intel Components Research Lab Джеральд Мерсик (Gerald Marcyk).

Закон Мура, сформулированный соучредителем Intel Гордоном Муром, гласит, что число транзисторов в микрочипе, благодаря сокращению их размеров, будет удваиваться каждые полтора-два года. А от числа транзисторов напрямую зависит вычислительная мощность микропроцессора.

Синхронный перевод
«Линия тренда продолжается. Мы вовсе не уперлись в стену, — сказал Мерсик. — Более всего мы опасались, в частности, того, что оксиды кремния могут отказаться работать на этих уровнях». В микропроцессорах, изготовленных из таких транзисторов, их будет примерно 400 миллионов, а тактовая частота составит 10 ГГц. Это позволит компьютерам переводить голосовые команды или речь с одного языка на другой в реальном времени, а также производить поиск в крупных и сложных базах данных. Для питания таких процессоров будет достаточно напряжения менее 1 В.

Современные микрочипы Pentium 4 работают с тактовой частотой 1,5 ГГц и содержат 42 млн транзисторов.

Где предел?
Хотя закон пока действует, ученые приводили доводы в пользу того, что этому может прийти конец. В начале прошлого десятилетия сам Мур сказал, что индустрия, вероятно, упрется в стену, когда транзисторы сожмутся до размеров в 0,25 мкм. Этот барьер был преодолен в 1997 году. Сейчас большинство компаний производит микросхемы с элементами шириной 0,18 мкм, а в конце 2001 года промышленность перейдет на технологическую норму 0,13 мкм.

Те размеры транзисторов, о которых говорилось на конференции, будут достигнуты в 2005 году, когда появится поколение микропроцессоров с технологической нормой 0,07 мкм, или 70 нанометров, но некоторые элементы будут еще меньше. Ширина затвора транзистора, управляющего электрическим током через канал, достигнет 30 нм. Стенки у этого затвора, по словам Мерсика, будут толщиной в три атома — «атом кислорода, атом кремния и еще один атом кислорода». Сейчас Intel получает по 0,07-мкм технологии отдельные транзисторы, но не целые микросхемы.

Другие перемены
Технологические изменения коснутся не только размеров транзистора. Транзисторы 0,07 мкм будут наноситься химическим путем по методу сверхультрафиолетовой литографии — вместо современной литографии видимым светом. В качестве материала транзисторных затворов (но не подложки) кремний может быть вытеснен танталом или каким-нибудь другим веществом. Это может уменьшить ток утечки, хотя и приведет к некоторому увеличению размера. Кроме того, транзисторы в новых микросхемах могут располагаться не горизонтально, а вертикально. «Это позволит кое-где упаковать их плотнее, — сказал Мерсик. — И все же сочетать многие из этих новшеств будет трудно».

Итоги конференции
Кроме Intel, на четырехдневной конференции, где демонстрировались достижения в области электротехники и присуждались награды некоторым ученым, выступили представители многих других компаний и научных учреждений.

IBM тоже объявила о начале производства микропроцессоров с 0,13-мкм элементами, сочетающих три передовые технологии: медные проводники, транзисторы «кремний на изоляторе» и новый тип изоляционного материала, называемый low-k-диэлектриком. В опытном производстве уже находится ряд микросхем, в которых используются новые технологические процессы, а коммерческие поставки планируется начать вскоре после Нового года. IBM намерена не только использовать эти микропроцессоры в своих серверах, но и продавать их производителям сетевого и другого оборудования.

Недавно IBM Research анонсировала также новый метод проектирования V-Groove, позволяющий создавать микросхемы с элементами меньше 10 нм за счет сокращения размера каналов между транзисторами. В случае успеха производство таких микросхем может начаться через 10-15 лет.

Обсуждение и комментарии

	igorus! - igorusmail.ru 15 Dec 2000 4:33 AM
А как насчет диффузии? Сколько продержится такая конструкция из 3-х атомов? думаю, пару дней, не больше; да и то если это все замораживать жидким гелием В-)))
	borisi - b.ignatovmotorola.com 15 Dec 2000 11:10 AM
Игорьус, по твоей логике Пень 1 должен уже перестать работать - все транзисторы "сдиффузировались" уже... Ведь самые мелкие там - 0.18/0.3 микрона, а это "всего лиш" 1000 атомов...
	Mike 15 Dec 2000 11:42 AM
Игорь прав, но ситуация не является тупиковой. Такой процессор должен проектироваться по принципиально другой технологии и содержать избыточное количество процессоров, примерно так, как устроен головной мозг. Выход из строя даже большого количества элементов не приводит к "зависанию"
	prishma - aalexsice.ru 17 Jan 2001 7:37 AM
Не знаю как другие, но в свое время мы в институте проходили пределы развития скейлинга, по принципам которого сейчас развивается эта промышленность. Так насколько я помню там все упиралось в районе 0.09. Далее идут мягкие ошибки. Кому хочется - может посчитать (хотя я могу и ошибаться в цифрах). Но насколько я понимаю этот вопрос, то эти маленькие транзисторы уже не смогут появиться в процессорах. Я думаю, что это будут совершенно другие транзисторы, мало чем похожие на МДП транзисторы и их разновидности. Или же за пару лет придумают как раскочегарить кубиты для нужд населения. Или же создавать схемы с многократной защитой.