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 materiáluSvody, 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 počítačůMooreův 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.

Autor: Martin Janda
Rubriky:  Technologie
Publikováno:
Další články autora
Právě v prodeji
Tip redakce
reklama

Související články

Muž, či žena?

Archeologický tým objevil ve Statenicích u Prahy hrob s lidskými pozůstatky z...

Kanaďanka se probudila vedle...

„Nikdy v životě jsem se tak nebála,“ řekla Ruth Hamiltonová poté, co se v její...

Když si kráva odskočí: Vyměšováním...

Cesta od telete k mléku a steaku je velmi dlouhá a nákladná – a zatěžující...

Osteoporóza přichází nenápadně

Denzitometrie neboli měření hustoty minerálů v kostech je jedním z...

Využití virtuální reality pro...

Unikátní systém, kombinující využití virtuální reality a výcvikové haly o...

Když tetřívci „pšoukají“

Akustická individualita může hrát v období páření u mnoha ptáků velkou roli....

Elektrický mozkový implantát...

Jako ohromující neurovědecký pokrok označují výzkumníci novou metodu léčby...

Ochutnáme jahody a maliny bez virů?

Jaké viry jahodám a malinám škodí? Jakým způsobem je před nimi chránit,...

Léky z krevní plazmy denně pomáhají...

Darování krevní plazmy je stejně důležité jako darování krve – zachraňuje životy....

Osvětlí jeskynní komora kulturu...

V jádru příbojové vápencové Gorhamovy jeskyně na východním...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Otec kolečkových bruslí si na nich utrhl ostudu

Otec kolečkových bruslí si na...

„Je vyšší, než obvykle,“ podivují se hosté na maškarním plese, když se tu...
Kníže Spytihněv II. udělal ze svého bratra sluhu

Kníže Spytihněv II. udělal ze...

Komora, stáj, stůl a číše tvoří v 11. století součást života přemyslovské curie, tedy...
Nápoj pro zahřátí: Vikingové se bránili lezavé zimě popíjením obdoby grogu

Nápoj pro zahřátí: Vikingové se...

„Je mi zima, “ drkotá zuby mladý Viking Erik. „Napij se, nápoj bohů tě...
Auto s pásy a lyžemi. Ruský car nejspíš vlastnil první terénní vůz na světě

Auto s pásy a lyžemi. Ruský car...

Kodrcání na koňském hřbetu patří do staré doby. Cara Mikuláše II. jeho poddaní...
Časy po 1. světové válce : Maso dostane jen živitel rodiny

Časy po 1. světové válce : Maso...

Po skončení první světové války lidé znovu nabírají dech. Kvalita stravy se u nás...
Osteoporóza přichází nenápadně

Osteoporóza přichází nenápadně

Denzitometrie neboli měření hustoty minerálů v kostech je jedním z...
Jeden prsten z Tolkienových románů možná vznikl podle starověké kletby

Jeden prsten z Tolkienových románů...

Tolkienův Pán prstenů je dnes považován za stěžejní dílo v žánru...
Elektrický mozkový implantát léčí deprese

Elektrický mozkový implantát...

Jako ohromující neurovědecký pokrok označují výzkumníci novou metodu léčby...
Rakovina prsu: Stále vážná hrozba

Rakovina prsu: Stále vážná hrozba

Říjen je již tradičně měsícem boje proti rakovině prsu. Díky unikátní studii Inovace pro...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

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