В гостях у Intel на Святой земле

Среди всех многочисленных стран, в которых IT-журналистам приходится бывать по долгу службы, Святая земля до сих пор оставалась практически terra incognita. Возможность посетить эти места, во всех смыслах замечательные, представилась благодаря приглашению Intel. Компания работает в Израиле уже в течение нескольких десятилетий, а из находящихся здесь центров разработки вышли многие технологии и продукты, используемые сегодня повсеместно.

Поводов для приглашения прессы на свои израильские фабрики у Intel наверняка было немало. Один из них – ожидавшееся через несколько недель представление очередной версии платформы Centrino (под кодовым названием Napa), которая была создана здесь, в одном из центров разработки. За все время существования израильского отделения Intel такое количество IT-прессы съехалось сюда впервые – два десятка журналистов и аналитиков со всего региона EMEA.

Вот так выглядел логотип Intel на иврите до недавней смены дизайна

Intel начала работать в Израиле более 30 лет назад. Первый офис открыли в Иерусалиме в 1974 г., его штат тогда составлял всего 5 человек. В 1985-м здесь же была запущена Fab 8, до этого у Intel за пределами Соединенных Штатов не было ни одной фабрики. Сегодня в Израиле три завода и пять центров разработки, причем дорога между любыми двумя точками занимает не более часа. Компанию здесь хорошо знают даже те, кто далек от IT и полупроводниковой индустрии. Многие израильтяне при слове «Интел» начинают уважительно кивать головами, ведь она является самым крупным частным работодателем в стране – в ее офисах и на фабриках трудятся более 6000 человек. Поскольку производимая здесь продукция – процессоры, чипсеты, флэш-память – используется во всем мире, корпорация входит в число ведущих экспортеров страны: в 2004 г. – 1,16 млрд долл., или 9% всего объема экспорта электронной и IT-индустрии Израиля.

Ноу-хау из Хайфы

Первая наша вылазка из комфортабельного тель-авивского «Хилтона», выросшего прямо на берегу Средиземного моря, – в Хайфу, расположенную на севере в 40 минутах езды. Сам город раскинулся на высоких холмах, а на небольшой равнине, отделяющей горную гряду от моря, выстроились здания современного технополиса. Одно из них занимает центр R&D Intel, единственный за пределами США. Знаменит он такими достижениями как, например, процессор 8088, который IBM выбрала когда-то для своего первого IBM PC, технология MMX, первый контроллер Fast Ethernet от Intel, а также мобильная технология Centrino. Сейчас здесь разрабатываются процессоры для мобильных и настольных систем, коммуникационные продукты и ПО.

Центр разработки Intel в Хайфе: отсюда вышли многие известные продукты – процессор 8086, Pentium MMX, платформа Centrino

Естественно, наибольшее внимание уделяется именно мобильным технологиям, которые в последние годы полностью изменили стиль использования ПК. Сама идея создания платформы Centrino и процессора Pentium M родилась после прекращения работ над интегрированным процессором Timna, который должен был стать основой для недорогих ПК, но оказался слишком плохо масштабируемым по частоте. С ростом мегагерцев производительность увеличивалась слабо, а тепловыделение значительно повышалось. Тогда же появилась идея оперировать не просто мегагерцами, а соотношением быстродействия и тепловыделения, и были выделены «4 вектора», определяющих развитие платформ для мобильных систем: возможность беспроводной работы в сети, умеренное энергопотребление, высокая «производительность на Ватт» и компактные размеры.

Эти принципы и были положены в основу Centrino. Впервые их реализовали в Banias (изначальной версии Pentium M, 2003 г.), разработанном исходя из баланса максимального быстродействия и минимального энергопотребления. Последующие релизы мобильных процессоров следуют тем же принципам: Dothan (2004 г.) получил большой L2-кэш на 2 MB с эффективным управлением питанием, Yonah (начало 2006 г.) – два ядра и еще более оптимизированный кэш (Intel Smart Cache), а чип Merom новой микроархитектуры, выпуск которого ожидается во второй половине 2006 г., должен объединить в себе последние достижения как десктопных, так и мобильных процессоров Intel. При этом растет не только производительность, но и эффективность использования энергии – так, у Yonah соотношение этих показателей будет вдвое лучше по сравнению с Banias, а у Merom – как минимум втрое.

В чистой комнате, где работают с кремниевыми пластинами, находится не более одной частицы пыли на кубометр воздуха

Пока что инженерам Intel удается совмещать несовместимое: удваивая количество транзисторов в процессоре, одновременно увеличивать время работы системы от батарей. Изначально среднее энергопотребление Yonah в 4–5 раз превышало значения для Dothan. С помощью таких приемов, как уменьшение утечки тока в полупроводниковых элементах, создание сложных алгоритмов управления питанием различных блоков процессора, оптимизация использования кэша и пр., Yonah вывели почти на ту же потребляемую мощность, что и Dothan. Переход же на более «тонкий» техпроцесс (с 90 на 65 нм) позволил еще больше снизить энергопотребление. В итоге новое поколение мобильных систем должно обеспечить одновременно и повышенную производительность ноутбуков, и более длительное время автономной работы. Все это нам предстоит вскоре проверить – первые системы на платформе Napa с двухъядерными мобильными процессорами уже тестируются в лаборатории ITC Publishing.

И будет мощным ваш смартфон

Еще один R&D Intel, расположенный в городке Петах-Тиква (Petach Tikva), основан сравнительно недавно, в 1999 г., после приобретения компании DSPC. Здесь ведутся исследования в области мобильной связи и цифровой обработки речи, создаются как аппаратные решения, так и программное обеспечение для них.

Наглядная демонстрация того, как переход на более «тонкий» техпроцесс позволяет не только снизить энергопотребление чипов, но и значительно уменьшить размеры устройств

Имея в своем арсенале семейство процессоров XScale, Intel активно нацеливается на быстро растущий сегмент смартфонов, которых в этом году будет продано в мире порядка 900 млн, а в 2008 г. – до 1,1 млрд штук. По оценкам компании, современному смартфону требуется в 7–8 раз большая производительность, чем простейшему «голосовому» мобильному телефону, причем половина быстродействия необходима для обеспечения работы таких функций и компонентов, как экран высокого разрешения (VGA), запись видео, качественное воспроизведение звука, фотокамеры с матрицей от 3 Мп, игры и пр. При этом, как и в случае с ноутбуками, время жизни при питании от батарей должно увеличиваться. В планах Intel на текущий год значится выпуск процессора для КПК и смартфонов под названием Monahans, вчетверо более производительного по сравнению с PXA250 и потребляющего в 3–4 раза меньше энергии. О «родственности» с развитием ноутбуков напоминает и тот факт, что для наладонных систем и аппаратов сотовой связи Intel также продвигает платформу (для систем 2.5G и 3G), включающую не только процессор, но и коммуникационный модуль. Общая идея выражается лозунгом «беспроводной Интернет на одном чипе», и ее реализация в кремнии уже не за горами.

Здесь уместно вспомнить о новом классе устройств, впервые представленном в виде прототипов на IDF Fall 2005, – handtop, занимающих промежуточное место между ноутбуками и КПК и обеспечивающих постоянное подключение к беспроводным сетям Wi-Fi и WiMAX. Им также потребуются высокая производительность и длительное время автономной работы вместе с максимальной компактностью. Пока во всем мире идет обкатка стационарных решений на основе WiMAX, в Intel уже вовсю говорят о мобильном WiMAX. Обещается, что поначалу стандарт будет обеспечивать около 14 Mbps на загрузку данных и 2 Mbps на отправку, а в будущем общая пропускная способность составит до 70 Mbps с любой комбинацией скоростей загрузки/отправки. Дальнейшее же увеличение полосы пропускания беспроводных сетей, включая WiMAX, связывают с использованием технологии MIMO и антенных решеток.

Кстати, вот одно из достижений израильского Intel в продвижении беспроводных сетей: кнессет (здешний парламент) стал первым wireless-парламентом в мире, т. е. получил средства беспроводной компьютерной связи.

Fab 18: здесь делают процессоры и флэш-память

Самая крупная из пяти израильских фабрик Intel, Fab 18, находится в Кирият-Гате (Kiryat Gat). Здесь выпускаются процессоры и чипсеты для настольных и мобильных ПК, CPU семейства XScale, компоненты для коммуникационных устройств, а с 2005 г. – и флэш-память, по которой Fab 18 сейчас является основным поставщиком. На фабрике работают 3700 человек, примерно 2200 из них – инженеры. В настоящее время используются 0,18-микронный техпроцесс и 200-миллиметровые пластины и выполняется переход на 90-нанометровую технологию, для чего в Fab 18 вкладывается 600 млн долл. Имеется также возможность в будущем перевести производство на нормы техпроцесса 65 нм.

Один из этапов процесса производства чипов – визуальный осмотр кремниевой пластины под микроскопом

Как с гордостью заявляют сотрудники фабрики, чистая комната на Fab 18 по площади равна двум футбольным полям. Она соответствует классу 1, что означает наличие не более одной частицы пыли на 1 м3. Это производственная необходимость: ширину затвора транзистора по размерам сравнивают с бактерией, и любая пылинка может нарушить работоспособность кристалла кремния. Внутри чистой комнаты поддерживается повышенное давление, и исходящий поток воздуха препятствует попаданию внутрь любых частиц пыли.

На фабрике испытывают и уже активно используют сенсорные сети (sensor networks) – наборы миниатюрных устройств, представляющих собой компьютеры размером 3×3 см со средствами беспроводной связи и датчиками (вибрации, температуры и т. д.). Самоорганизуясь в сети, такие сенсоры в реальном времени собирают информацию о состоянии и работоспособности дорогостоящего оборудования и по «беспроводной цепочке» передают на компьютер. Тем самым любые отклонения от нормы сразу становятся известны оператору, благодаря чему можно предотвратить многомиллионные потери – например, выпуск бракованной партии процессоров или чипсетов. Сами сенсоры достаточно дешевы, и, по словам специалистов Intel, их использование позволяет наладить недорогой и эффективный контроль качества продукции, обеспечить хороший выход годных чипов и, соответственно, их низкую себестоимость.

Фабрика за три года

Всего за 2,5 года здесь будет построен новый полупроводниковый завод (Fab 28) и налажен выпуск чипов по технологии 45 нм

Здесь же, в Кирият-Гате, из окна Fab 18 нам показывают огромную площадку, которую неспеша разравнивают бульдозеры. Это готовится место под закладку фундамента новой фабрики – Fab 28. В ее строительство и оснащение до конца 2009 г. планируется вложить порядка 3,5 млрд долл. При этом только 25% суммы отводится на стоимость самого здания, срок эксплуатации которого без обновления рассчитывается на 10 лет. Каждая фабрика, с виду являющаяся одним зданием, на самом деле состоит из нескольких корпусов, разделенных небольшими промежутками (десятки сантиметров), и каждый из них имеет свой фундамент. Это позволяет уменьшить вибрации от внешних воздействий (например, проезд транспорта), критичные для высокоточного и тщательно откалиброванного оборудования. Остальные 75% стоимости приходятся на оборудование и ПО, которое руководит автоматизированными процессами.

Fab 28 должна начать выпуск продукции в середине 2008 г., т. е. всего через 2,5 года после начала строительства. Верится с большим трудом, учитывая сложность оснащения такого полупроводникового производства, но наши гиды говорят об этом почти как о свершившемся факте. Площадь чистой комнаты составит 20 тыс. м2, планируется 2000 рабочих мест. Здесь будут обрабатывать 300-миллиметровые кремниевые пластины по технологии 45 нм.

Переходить на новые нормы техпроцесса в Intel планируют каждые два года. 65 нм были задействованы в 2005 г., первые продукты 45 нм ожидаются в 2007 г., а в 2009-м должны появиться чипы, выполненные по технологии 32 нм. Это дает, как и прежде, три основных преимущества: а) повышение частоты и производительности; б) снижение энергопотребления; в) больший объем чипов, «нарезаемых» с одной кремниевой пластины, а следовательно, снижение их себестоимости.

Все начиналось в Иерусалиме

Больше половины площади центра разработки занимают комнаты тестирования. На стендах – всесторонние испытания процессоров будущих поколений

Напоследок мы посещаем иерусалимский центр разработки и Fab 8 – как уже говорилось, первую фабрику Intel за пределами Соединенных Штатов, которая начала функционировать в 1985 г. Здесь ведутся исследования по двум основным направлениям: технологии MEMS (Micro Electro-Mechanical Systems) и Si-Photonics.

Сегодня только иерусалимская Fab 8 работает с кремниевыми пластинами малого диаметра (150 мм). Здесь одновременно производятся продукты шести технологических поколений. Приоритетное направление – выпуск продукции для автомобильной промышленности, всевозможных контроллеров, основным заказчиком которых является Bosch. До сих пор изготовляются «раритеты» – процессоры семейств 286, 386 и 486, и несмотря на почтенный возраст, они по сей день используются повсеместно – в POS-терминалах, GPS-системах, модемах и прочих коммуникационных устройствах. Также выпускаются RISC-процессоры i960, ранее применявшиеся в RAID-контроллерах и до сих пор задействованные в базовых станциях GSM-сетей, сетевом оборудовании и принтерах – список клиентов включает Nokia, Cisco, Alcatel, HP.

Израильтяне-интеловцы, не отличающиеся особой скромностью, во время поездки не раз показывали лозунг-максиму: There is a part of Intel in every part of the world. Что ж, воочию убедившись, сколько всяческих электронных устройств компания разрабатывает и производит на таком маленьком клочке земли, понемногу начинаешь в это верить...

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365