Diéta pre aritmetických zamestnancov (archív)
Informačné technológie. - Procesory, ale aj pamäťové čipy požadujú chladenie so stále vyšším výkonom, pretože takmer spotrebúvajú energiu. Teraz sa výrobcovia poddávajú a hľadajú spôsoby, ako šetriť elektrinu, ale nie výpočtový výkon.
Peter Welchering
- rozdeliť
- Tweet
- Vreckový
- Stlačiť
- Podcast
Viac výpočtového výkonu, nižšie energetické nároky a menšia tvorba tepla počas prevádzky - to sú požiadavky, ktoré musia vývojári čipov implementovať. V spoločnosti Intel používajú inžinieri to, čo je známe ako kontajnerová technológia. Rovnako ako sú jednotlivé kontajnery umiestnené na lodi, tento spôsob výroby čipov kombinuje jednotlivé prvky procesora do systému. V polovici februára predstavil vývojový riaditeľ spoločnosti Intel Edward So na Medzinárodnej konferencii obvodov v San Franciscu prototyp čipu s 80 procesorovými jadrami. Vlastné energeticky úsporné tranzistory zabezpečujú, aby boli napájané iba tie jadrá procesora a ich časti, ktoré momentálne fungujú. Veľmi zložitý proces, ktorý znepokojuje aj vývojového riaditeľa Edwarda So.
"Musíme byť opatrní pri nových technológiách. S každou pokrokovou technológiou prinášame lepšiu integráciu funkcií, ešte vyšší výkon a šetrnejšiu spotrebu energie. Každý už pozná Moorov zákon: počet tranzistorov na čipe sa zdvojnásobuje." každé dva roky. Pretože sa technológia stáva zložitejšou, musíme hľadať spôsoby, ako túto zložitosť kompenzovať. “
Špeciálne vstavané monitorovacie tranzistory majú uľaviť celému systému a prevziať komplexnú riadiacu funkciu pri distribúcii energie v procesore. Pre toto riadenie procesora však musia byť tranzistory prepínané ešte rýchlejšie. Vývojoví inžinieri použili pri vývoji mikročipov rokmi úspešnú metódu. Akurát stále robili vrstvy tranzistora tenšie a tenšie. Čím tenšia je vrstva tranzistora, tým rýchlejšie sa tranzistor môže prepínať. Vývojový inžinier IBM Dr. Ingo Aller.
"Tieto tenké vrstvy však majú nevýhodu. Pretože teraz dochádza k únikovým prúdom, ktoré sme doteraz nevideli. Hovoríme tomu tunelové prúdy. Je to známe z kvantovej mechaniky a dá sa to vypočítať aj pomocou kvantovej mechaniky. To je problém s konštrukciou mikročipov, pretože sú prúdy, ktoré by sa v skutočnosti nemali vyskytovať, a po druhé, sú priamo zahrnuté do spotreby energie. V pohotovostnom režime obvod spotrebúva energiu, hoci sa vlastne nič nedeje. “
Základným materiálom pre vrstvy tranzistorov bol doteraz kremík. Pomocou kremíka inžinieri jednoducho dosiahli svoje hranice vo vývoji tranzistorov. Preto vývojári v AMD a IBM hľadali náhradné materiály pre kremík, ktorý sa predtým používal v riadiacom prvku tranzistora. Hľadaný materiál musí mať vynikajúce elektrické vlastnosti, ktoré je možné špecificky upraviť. Vývojový inžinier Ingo Aller:
„Nemôžem zatiaľ oznámiť presné zloženie materiálu. Môžem povedať iba toľko: je založený na hafne.“
Hafnium je striebristo šedý lesklý kov, ktorý je mimoriadne tvárny a dosť ťažký. Vývojári čipov nahradili oxid kremičitý na dolnom konci riadiaceho prvku tranzistorov materiálom na báze hafnia a vrstvy nad ovládacím prvkom, ktoré boli predtým vyrobené z kremíka, iným kovom. Zo starého dobrého kremíkového tranzistora sa stal kovový tranzistor. Mikročipy na báze kovových tranzistorov sú nielen rýchlejšie, ale tiež používajú podstatne menej elektriny. To ich robí rovnako zaujímavými pre použitie v navigačných zariadeniach, mobilných telefónoch s mnohými ďalšími funkciami alebo malými prenosnými počítačmi a hernými konzolami, rovnako ako pre použitie vo veľkých superpočítačoch alebo v riadiacich systémoch pre vlaky, automobily a lietadlá.