8. Моят персонален компютър не е достатъчно бърз
Категория: ИТ бизнес
PC MAGAZINE
четвъртък, 15 Декември 2005 0:00ч
КОНТАКТНИ ЛЕЩИ
За направа на по-малки транзистори се използват
миниатюрни капчици вода
Можете обаче да сте спокойни: скоро ще се появят побързи машини. Преди около 40 години Гордън Мур от Intel направи своето извънредно популярно днес изказване, че броят на транзисторите, монтирани в микропроцесора, се удвоява на всеки 18 месеца. Благодарение на непрестанните изследвания, провеждани от водещи производители на чипове, тази тенденция ще се запази и през следващото десетилетие. Нещо повече – индустрията работи, за да направи многопроцесните системи вездесъщи. Производителите вече започват да влагат по няколко процесора в един чип.
ПО-БЪРЗИ ЕЛЕКТРОНИ ИЗЧИСЛЕНИЯ
Първата вълна по-бързи процесори вече е на хоризонта. До края на тази година Intel и AMD ще представят процесори, изградени чрез 65-нанометровия процес. Става дума за чипове, чиито най-малки части са широки 65 нанометра. Оборудвани с още по-миниатюрни транзистори, отколкото днешното поколение 90-нанометрови чипове, тези 65-нанометрови централни процесори ще работят с невиждани скорости. Колкото по-малки са транзисторите, толкова побързо електроните преминават през тях. Първият 65-нанометров процесор на Intel, носещ кодовото название Yonah, се очаква да работи с тактова честота 2.5 GHz. Все пак преходът от 65-нанометров на 45и дори 32-нанометров процес ще се окаже по-труден, но не невъзможен. Макар че днешните технологии за дизайн и производство не могат да претворяват в действителност закона на Мур за в бъдеще, в процес на разработка са някои нови техники.
На 65-нанометрово ниво производителите ще продължат да се придържат към изпитаните литографски методи; при тях се използва обикновена ултравиолетова светлина за гравиране на всеки транзистор върху силициевия субстрат. Но дължината на вълната на ултравиолетовата светлина е твърде голяма за гравиране на още по-малки транзистори. За чиповете на бъдещето производителите разглеждат два нови метода: extreme ultra violet (EUV) литографията и технологията на immersion (потапяне). При днешните литографски техники ултравиолетовият лъч преминава през поредица от лещи, в резултат на което се фокусира при дължина на вълната 193 nm и се насочва към субстрата. При EUV литографията светлинният лъч се отразява от няколко огледала, преди да попадне върху субстрата; в този момент дължината на вълната става 13 nm. Светлината с по-къса дължина на вълната отпечатва по-малки транзистори.
ВОДА И СИЛИЦИЕВИ ПЛАСТИНКИ
При литографията чрез потапяне се използва ултравиолетова светлина с дължина на вълната 193 nm, но между лещите и субстрата има тънък воден слой. „Така се използват определени оптически свойства, които позволяват по-висока стойност на диафрагмата; ефектът е същият както при разширяване на блендата на фотоапарат“, казва Грег Сандър, вицепрезидент по разработки на процесорна технология към AMD. Според Сандър на базата на технологиите на потапяне и на EUV в началото на следващото десетилетие може да бъде разработен 22-нанометров производствен процес.
Производителите работят не по-малко усърдно, за да подобрят производителността на чиповете, като променят архитектурата на отделните транзистори. Intel в момента разработва тъй наречения тригейтов транзистор. Типичният транзистор се състои от гейт, източник и дрейн. Когато спрямо гейта бъде приложено определено напрежение, електрическият ток тече от източника към дрейна и транзисторът се включва. Когато бъде приложено друго напрежение, токът спира и транзисторът се изключва. За разлика от днешните транзистори тригейтовите са с архитектура, която се характеризира с гейт и източник/дрейн, който окръжава канала и се допира до него от три страни. Вместо да тече през горната част на системата източник/ дрейн, токът може да тече през трите равнини, осигурявайки по-висока скорост.
Разширяване на действието на закона на Мур е важна част от постоянните усилия на индустрията за изграждане на по-бързи машини. Но производителите могат да повишат производителността, като просто оборудват системите с повече процесори. „Тази индустрия е изправена пред промени казва Джон Фаулър, изпълнителен вицепрезидент на групата Network Systems Group от Sun Microsystems. Вместо да използват цялата си енергия, за да правят отделните процесори посложни, те работят, за да вградят колкото може повече процесори в един чип.“ Intel и AMD въведоха двуядрените чипове, които съдържат по два централни процесора. IBM и Sun Microsystems също работят върху такива чипове. Компания ARM работи върху многопроцесорни чипове за клетъчни телефони и други потребителски устройства. При наличие на много процесори вие ще имате по-добра възможност да работите по много задачи едновременно.
В идеалния случай софтуерната индустрия ще продължи да разработва многопоточни приложения, които могат да разделят различните задачи и да ги прехвърлят на различни централни процесори. Някой ден законът на Мур ще достигне границата си, но е твърде вероятно той да е в сила още поне десетина години. Може би след десетилетие компютрите ще бъдат достатъчно бързи за всички нас.
