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

Continental představil novou technologii nabíjení elektromobilů

Continental představil novou...

Bezdrátové nabíjení elektroaut už není pouze sci-fi. Pokouší se o něj...
Pojízdná prodejna dneška

Pojízdná prodejna dneška

V Kalifornii začne jezdit pojízdná prodejna nové generace. Autonomní...
ESA začne využívat butanový pohon

ESA začne využívat butanový pohon

Příští miniaturní družice ESA bude první, která bude mít schopnost měnit...
Pneumatiky z pampelišek?

Pneumatiky z pampelišek?

Guma je jedinečný, univerzální a nenahraditelný materiál, který často...
Špeh v tobolce: Australští vědci testovali „jedlé“ senzory

Špeh v tobolce: Australští vědci...

Australští vědci mají za sebou první testování technologicky pokročilejších...
Slováci a Češi testují nový typ nehořlavých baterií

Slováci a Češi testují nový typ...

Slovenská společnost Emel, s . r. o. testuje již více než jeden rok baterie...
V Šen-čenu jezdí 16 000 elektrobusů

V Šen-čenu jezdí 16 000 elektrobusů

Tak toto si jen málokdo umí v České republice představit. Pro Číňany je to ale...
NASA plánuje mezihvězdný let

NASA plánuje mezihvězdný let

Rok 2069 je ještě velmi vzdálen, NASA již však poodkryla své plány i na...
Bič na nádorová onemocnění hlasivek

Bič na nádorová onemocnění hlasivek

Objevit rakovinu hlasivek včas umí originální česko-nizozemské...
Zkušební centrum elektromobility a autonomního řízení v Čechách

Zkušební centrum elektromobility a...

Německá automobilka BMW Group postaví v České republice první vývojové...

Nenechte si ujít další zajímavé články

VIDEO: Takhle objímají zvířata!

VIDEO: Takhle objímají zvířata!

Lidské obejmutí je možná jedním z nejdůležitějších...
Nenáviděná královna: Přispěla k občanské válce v Anglii?

Nenáviděná královna: Přispěla k...

Vraždou to začalo, vraždou to skončí… Po svatbě v roce 1625 nedokáže původem...
Krvavý kult leopardích mužů: Postrach Afriky!

Krvavý kult leopardích mužů:...

Mladá dívka kráčí pralesem. Zaslechne podezřelý šelest. Vyplašeně se rozhlíží,...
Koloseum: Vražedná aréna gladiátorů i velkolepé divadlo

Koloseum: Vražedná aréna...

Tato fenomenální stavba patří mezi hlavní symbol Říma i celé Itálie. Sloužila...
Komu patří vesmír: Nastane zlatá kosmická horečka?

Komu patří vesmír: Nastane zlatá...

Stát se mimo jiné vyznačuje tím, že vydává právní předpisy obecně zvané...
Spáchal Jakub Jan Ryba sebevraždu kvůli rozladěným varhanám?

Spáchal Jakub Jan Ryba sebevraždu...

Měšťané z Rožmitálu pod Třemšínem prohledávají 10. dubna 1815 okolní lesy....
Timbuktu: Město zahalené tajemstvím!

Timbuktu: Město zahalené...

V poslední době se množí zprávy o ničení památek islamisty ve...
VIDEO: Pláž, na které kotvy odpočívají v pokoji

VIDEO: Pláž, na které kotvy...

Pláž Praia do Barril v portugalském regionu Algarve je posetá stovkami...
Preventivní prohlídky? Češi na ně nechodí!

Preventivní prohlídky? Češi na ně...

České zdravotnictví se může chlubit velmi dobrou úrovní, Češi ale neradi...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

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