`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Что для вас является метрикой простоя серверной инфраструктуры?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

25 мкм.. 18 мкм… А дальше?

0 
 

С каждым днем полупроводниковая индустрия все больше и больше приближается к пределу кремниевой технологии, и это заставляет разработчиков искать новые подходы к производству чипов.

В качестве одного из таких подходов рассматривается возможность создания микропроцессоров с использованием химических методов, которые позволяют образовывать различные структурные элементы в масштабах атомной шкалы. (В настоящее время при производстве микросхемы ее структура формируется с помощью светового излучения, однако, по мере уменьшения элементов микросхемы, необходимо использовать свет все меньшей длины волны, т. е. все большей энергии, что, в конце концов, может привести к разрушению материала.) Конечно, при использовании подобных методов повышается вероятность возникновения разного рода дефектов, которые, на первый взгляд, могут полностью нарушить работу компьютерной системы, однако не стоит торопиться с выводами: несмотря на то, что процессоров, созданных химическим путем, пока еще не существует, поиски решений проблемы дефектоустойчивости уже ведутся.

Так, представленный недавно суперкомпьютер Teramac, разработанный при участии лабораторий компании Hewlett-Packard, использует отбракованные микросхемы и содержит более 220 тыс. (!) дефектов, каждого из которых вполне достаточно, чтобы вывести из строя любую другую машину. Однако Teramac не только работает нормально, но и еще при запуске отдельных приложений демонстрирует примерно в 100 раз большую производительность, чем самые быстрые рабочие станции Hewlett-Packard. Подобные результаты были достигнуты благодаря тому, что с самого начала Teramac задумывался именно как дефектоустойчивая система со всеми вытекающими отсюда особенностями архитектуры. Например, он имеет больше соединений, чем обычный компьютер, и организованы эти соединения таким образом, чтобы не было «тупиков»: это позволяет машине самой выбирать обходной маршрут для данных при обнаружении дефекта.

В общем, появление Teramac может полностью изменить наши представления о том, какими должны быть микроэлектронные устройства. В самом деле, сегодняшние микросхемы и, в частности, микропроцессоры без всякого преувеличения можно назвать совершенными в том смысле, что они не имеют дефектов (если, конечно, не брать в расчет ситуации, когда брак допускается на уровне схемотехники). Достигается это за счет постоянного повышения чистоты и точности технологии производства, а значит, и связанных с этим процессом затрат. Теперь же основной упор предлагается делать не на устранение возможности появления дефектов, а на устойчивость к ним. И если эта идея когда-нибудь будет реализована, то заводы, выпускающие микропроцессоры, которые стоят многие миллионы долларов, могут просто-напросто стать ненужными.

Еще одним из предлагаемых подходов к повышению производительности микропроцессоров является уменьшение количества поверхностных дефектов кремния (в данном случае слово «дефект» используется как термин кристаллографии), опять же, химическими методами. Определенные результаты в этой области получены к настоящему времени в Корнельском университете.

По мнению специалистов, наличие поверхностных дефектов атомного масштаба заметно снижает качество работы транзисторов, а значит, и производительность микросхем. Проблему эту пытались решить еще в 60-х годах в лабораториях Bell. Тогда был разработан метод устранения поверхностных дефектов с кремниевых пластин, на основе которых производятся интегрированные микросхемы, путем протравки их в пероксидной ванне. Исследователи же Корнельского университета предлагают использовать так называемый метод химической гравировки, позволяющий достичь чистоты поверхности порядка одного выступающего атома на каждые 30 тыс. атомов поверхности кремниевой пластины.

Основной упор ученые делают на изучение химических свойств одной из разновидностей кремния, получившей название Si (111) (последовательность цифр «111» означает наличие в структуре кремния определенной атомной плоскости). Правда, в настоящее время производители микропроцессоров используют несколько иную разновидность кремния, поэтому результаты исследований пока что невозможно применить на практике. По словам создателей нового метода, о внедрении его в производство можно будет говорить не ранее чем через пять лет. (Между прочим, по оценкам специалистов, внедрение в производство микросхем любой отдельно взятой новой технологии обходится не менее чем в один миллиард долларов.) Не исключено также, что производители полупроводниковых устройств выберут какой-либо другой метод, ведь Корнельский университет - это не единственное место, где ведутся исследования в области устранения поверхностных дефектов кремния. Альтернативные подходы к решению данной проблемы разрабатываются сейчас и в лабораториях Bell, и в подразделении IBM, занимающемся микроэлектронными технологиями, и в университете штата Висконсин, с которым, кстати, сотрудничает компания Sematech.

0 
 

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT