Все новости от 22 октября 2001 г.

Intel освещает путь к более быстродействующим чипам

В погоне за быстродействием и вычислительной мощностью конструкторам приходится постоянно наращивать плотность размещения транзисторов на кристалле, а это ведет к повышению количества теплоты, выделяемой на единице пространства, уровня перекрестных помех и числа производственных дефектов.

Оптические проводники, по которым вместо электрических сигналов передаются лазерные лучи, могут решить эту проблему, так как используют меньше энергии. Конечно, такое решение нельзя назвать простым и дешевым, но со временем оно может оказаться единственной альтернативой. Другие компании ведут исследования в области органических проводников. «Существует барьер, ниже которого напряжение опускать нельзя, – говорит Билл Полман (Bill Pohlman), руководитель компании Primarion, ищущей способ интеграции оптических волокон в полупроводники. – Речь идет о миллиарде транзисторов, работающих при напряжении в полвольта с частотой далеко за 10 ГГц».

Кроме меньшей потребности в энергии, оптоволокно отличается еще и быстродействием. Максимальная скорость передачи данных по медным проводникам, используемым для связи между компонентами ПК, составляет примерно 10 Гбит/с, а Intel в ближайшие годы рассчитывает достичь 20-Гбит/с скоростей. Оптические проводники способны работать на скоростях от 30 до 60 Гбит/с.

«О скорости передачи сигналов пишут гораздо меньше, чем о повышении быстродействия чипов в мегагерцах, однако она должна расти такими же темпами, – говорит Уилфред Пинфолд (Wilfred Pinfold), директор Intel MRL по передовым технологиям. – Повышение скорости передачи сигналов всегда было важной задачей, требующей постоянных усилий нашей лаборатории».

Инженеры Intel считают, что в ближайшие пять-семь лет оптические проводники начнут вытеснять медные кабели в качестве средства связи между компонентами компьютеров. А лет через десять они, вероятно, проложат дорогу непосредственно в микропроцессор, где сейчас только начинают применять медные проводники. По мнению аналитика Envisioneering Group Рика Доэрти (Rick Dougherty), благодаря своей широкополосности и экономичности оптические проводники помогут микропроцессорам приблизиться к 10-ГГц барьеру. «Две самые важные проблемы, стоящие перед конструкторами микросхем, – это управление потребляемой энергией и оптические проводники», – говорит он. При использовании оптоволокна индустрия сможет реализовать опыт, который она накопила за годы работы с алюминиевыми проводниками. «Оптические структуры ближе к алюминиевой технологии, чем к медной», – поясняет Доэрти.

Однако Пинфолд считает вопрос о переводе микропроцессоров на оптические проводники спорным. Стоимость и сложность добавления лазеров к концам линий оптической связи таковы, что легче изготовить несколько медных проводников, чем один оптический. Зато оптические проводники можно использовать в таких механизмах, как синхронизация, чтобы исключить задержки электрической синхронизации, имеющие место в современных чипах. Другая область применения – схемы, которые должны быть полностью электрически изолированными. «Мы еще не выработали позицию о необходимости использования оптики в каждом из этих случаев, но в будущем такая возможность обязательно будет рассматриваться, – говорит Пинфолд. – Для этого должна появиться веская причина. Оптика на кристалле никогда не будет дешевле медных проводников».

Полман согласен, что цена является серьезным сдерживающим фактором. «Заветная мечта разработчиков – найти дешевый способ преобразования электрических сигналов в оптические», – отмечает он.

По данным Cahners In-Stat Group, оптические кабели все чаще применяются в небольших сетях – их проникновение на этот рынок растет со скоростью 42% в год. Но как удешевить этот вид носителя настолько, чтобы было целесообразно применять его внутри компьютеров? Для этого придется потрудиться. «Ведется множество исследований в области более дешевых лазеров и фотоприемников», – говорит Пинфолд. Миниатюризация этих компонентов и разработка технологичного способа их производства станут серьезной задачей для Intel и других компаний.

Один из способов уменьшения стоимости этих элементов – разработка процесса изготовления лазеров и приемных устройств с применением технологии КМОП, стандартно используемой Intel при изготовлении микропроцессоров. Над созданием КМОП-лазеров работает ряд университетов, включая Массачусетский технологический институт, Стэнфордский университет и Университет Суррея.

«Сначала их станут применять для соединения между микросхемами на печатных платах, – говорит аналитик Semiconductor Research Тони Массимини (Tony Massimini). – А когда такая практика широко распространится, будет сделан следующий шаг – к соединениям внутри чипа. Это неизбежно. Достаточно начать, а дальше уж пойдет по нарастающей, как снежный ком. Надо лишь набрать критическую массу».

 В продолжение темы:

Обсуждение и комментарии

	Протопоп 22 Oct 2001 11:06 PM
Нет, что-то здесь всё-таки не то. Почему несмотря на все ухищрения, суперсовременные технологии и гигантские инвестиции, любой из нас обладает вычислительной мощностью в миллиарды раз превосходящей любой суперкомпьютер???
	Viktor 23 Oct 2001 11:26 AM
Человека обещали превзойти примерно в 2030 году...
	Протопоп 25 Oct 2001 9:08 PM
Да, но какой ценой... Миллиарды долларов за компьютер, занимающий кварталы, в то время, как живой человек стоит копейки!
	Nemo - naumm012.net 5 Sep 2002 8:36 PM
Vse kone4no ne ploxo,no do etogo mojno i ne dojit...