Přichází nejmenší procesor historie

Epocha procesorů s větším počtem jader je tu. Světlo světa letos spatřily první prototypy procesorů s novými mikroskopickými, 45nanometrovými tranzistory. Ty jsou tak malé, že by se jich na jedinou buňku lidské červené krvinky vešlo 400.Epocha procesorů s větším počtem jader je tu. Světlo světa letos spatřily první prototypy procesorů s novými mikroskopickými, 45nanometrovými tranzistory. Ty jsou tak malé, že by se jich na jedinou buňku lidské červené krvinky vešlo 400.

Tranzistory jsou miniaturní přepínače, které zpracovávají jedničky a nuly (zapnuto – vypnuto) digitálního světa. Přepínací hradlo prostě jen spíná a vypíná tranzistor a okolní materiál funguje jako izolace.

Mooreův zákon platí!

Přesně před 10 lety byla světovou špičkou 250nanometrová technologie, což znamená, že tehdejší tranzistory byly zhruba 5,5x delší a měly 30x větší plochu, než tranzistory vyráběné současnou nejmodernější technologií.
Společnost Intel nyní vyvinula nové tranzistory. V současnosti již má k dispozici pět verzí funkčních prototypů těchto produktů, první třetinu z patnáctky nových procesorů, které Intel pro současnou 45nanometrovou výrobní technologii připravuje. Další desetiletí by tak měl být nadále platný Mooreův zákon, který počítá se zdvojnásobením počtu tranzistorů každé dva roky.

Co to však znamená v praxi? Především snížení velikosti, spotřeby, hluku a tím i ceny počítačů a jejich komponentů. Nepřehlédnutelnou výhodou je i to, že se díky těmto novým procesorům podstatně zvýší výkon počítačů, notebooků i serverů. Revoluce ve výkonu našich počítačů je tedy na dosah!

Jsme na hranici ztenčování?

Aby bylo možné udržet stávající tempo inovací, je potřeba rozměry tranzistorů neustále trpělivě zmenšovat. Při použití dosavadních materiálů se však zmenšování tranzistorů pomalu a jistě dostává na samé hranice možností, dané vysokým příkonem a ztrátovým teplem, jež v těchto atomárních rozměrech vzniká. Z těchto důvodů je pro budoucnost Mooreova zákona a ekonomiky informačního věku potřeba hledat a zavádět zcela nové materiály.
Už více než 40 let se k izolaci křemíkového hradla používá oxid křemičitý (SiO2). Důvodem je zejména jeho snadná výroba a možnost průběžného ztenčování jeho vrstvy a tím zvyšování výkonu tranzistoru. V posledních letech se tak postupně podařilo tuto dielektrickou vrstvu úspěšně ztenčit až na tloušťku 1,2 nm, což odpovídá pěti vrstvám atomů (vzdálenost atomů v pevných látkách je zhruba pětina nanometru).

Další ztenčování ale již vedlo ke zvýšeným únikům elektronů přes tuto izolační vrstvu. To mělo za následek i příslušné zvyšování spotřeby elektrického proudu a neúnosné zahřívání. 

Tajemství materiálu

Svody, vznikající v tranzistorovém hradle jsou, kvůli stále se ztenčující vrstvě oxidu křemičitého, v celém odvětví považovány za jednu z nejnáročnějších technických překážek dalšího rozvoje dle Mooreova zákona.
Proto nyní odborníci nahradili oxid křemičitý ještě tenčí vrstvou slitiny hafnia (Hf – šedý až stříbřitě bílý kovový prvek). Tím docílili snížení svodových proudů, ve srovnání s oxidem křemičitým, více než desetinásobně.

Stejně tak se nové materiály objevují a budu objevovat i v kovových hradlech. Ta jsou vyráběna ze slitin, jejichž složení však výrobci velice přísně tají a uvádějí jen, že „jsou to kombinace různých kovových materiálů“.

Průlom do světa počítačů

Mooreův zákon není zákonem v typickém slova smyslu, jak je známe například z fyziky. Jedná se spíše o prognózu.
V roce 1965 předpověděl americký doktor fyziky a chemie Gordon Moore (nar. 1929), jeden ze zakladatelů firmy Intel, že počet tranzistorů na integrovaném obvodu se každých 12 měsíců přibližně zdvojnásobí. O pět let později si na tento odhad vzpomněla americká média, která, věrna své tradici cokoliv zjednodušit, Mooreovu předpověď označila za zákon.

Pravdou však zůstává, že Gordon Moore se nemýlil. V roce 1975 jen svou prognózu upravil z dvojnásobku za rok na dvojnásobek za roky dva. Ačkoliv svůj odhad Moore původně zamýšlel jen jako teorii založenou na základě obecného pozorování, Mooreův zákon se postupem času stal řídícím principem pro celý polovodičový průmysl.

Rubriky:  Technologie
Publikováno:
Další články autora
Právě v prodeji
Tip redakce

Související články

Tesla chce s vylepšeným Autopilotem přejet USA

Tesla chce s vylepšeným...

Není žádným tajemstvím, že právě Tesla neustálé zdokonaluje asistenční...
Londýn má první ulici, která dokáže vyrábět elektřinu

Londýn má první ulici, která dokáže...

Pokud se chystáte do Londýna, měli byste navštívit uličku Bird Street,...
Daimler investuje přes půl miliardy korun do elektrické helikoptéry

Daimler investuje přes půl...

O německém projektu Volocopter jsme vás již informovali. Nyní se ale...
Římané dokázali vyrobit extrémně odolný beton

Římané dokázali vyrobit extrémně...

Římské stavby, při jejichž konstrukci byl použit beton, odolávají i 1500 let po pádu...
Čeští vědci řeší, jak ušetřit vodu

Čeští vědci řeší, jak ušetřit vodu

Byť Česká republika není subsaharskou zemí, i jí začíná trápit nedostatek...
Ve Francii se objevily solární stromy, které dobijí baterky

Ve Francii se objevily solární...

eTree, jsou umělé stromy, které dokážou dobít baterky, ale také ochránit...
Premiérový elektromagnetický start stíhačky z letadlové lodi

Premiérový elektromagnetický start...

F/A-18F Super Hornet premiérově odstartovala z letadlové lodě USS...
DragonFly, polská zbraň budoucnosti

DragonFly, polská zbraň budoucnosti

Technologie dronů se stále zdokonaluje a využití těchto strojů se...
Vědci by chtěli přeprogramovat planetu přímým zásahem do atmosféry

Vědci by chtěli přeprogramovat...

Globální oteplování je na každodenním seznamu odborníků. Jisté kroky se...
Pomůže chytrá digitální váha BeeSpy zachránit včely?

Pomůže chytrá digitální váha...

Čeští včelaři možná budou mít v boji s úhynem včel pomocníka. Systém pro...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Florencie 1954: Přerušilo fotbalový zápas UFO nebo pavouci?

Florencie 1954: Přerušilo...

Je jasný podzimní den a zhruba deset tisíc diváků na stadionu Artemio...
Dehydratace: 5 kroků ke smrti žízní

Dehydratace: 5 kroků ke smrti žízní

Voda tvoří asi 60 % našeho těla. Nedostatek vody v organismu se může...
Buran: Takhle vypadal raketoplán se srpem a kladivem!

Buran: Takhle vypadal raketoplán...

Psala se sedmdesátá léta, když technology z USA i Sovětského svazu...
10 největších omylů druhé světové války (1. díl)

10 největších omylů druhé světové...

Je to už 78 let, co propukl nejstrašnější konflikt v dějinách lidstva –...
6 x katastrofické předpovědi: Stanou se někdy skutečností?

6 x katastrofické předpovědi:...

Nastane konec světa. Dojde ropa. Na celém světě spadne internet. Čeká nás nová...
Kriminální případ z roku 1999, který vás i dnes šokuje!

Kriminální případ z roku 1999,...

Píše se 29. července 1999. 44letý Mark Barton v práci tasí pistole a postřílí pět...
Lidské oko: Kolik má megapixelů?

Lidské oko: Kolik má megapixelů?

Jaký je nejdokonalejší fotoaparát? Přece oko! Za toto prvenství vděčí především...
4x teroristé útoky: Kdo má na svědomí stovky mrtvých?

4x teroristé útoky: Kdo má na...

4. června 1960 kotví v havanském přístavu francouzská loď La Coubre. Veze 76 tun...
Bitva u Hradce Králové: Přežili rakouští vojáci útok nepřátel ve stromě?

Bitva u Hradce Králové: Přežili...

Vyzvědač se skrývá v koruně mohutného, stovky let starého stromu. Pozoruje pohyby vojsk...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

V našem profesionálně sestaveném testu ihned zjistíte přesné výsledky a obdržíte certifikát.