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

Heslo zapsané v hlavě? Ani zde není zcela v bezpečí!

Heslo zapsané v hlavě? Ani zde...

Staré úsloví tvrdí, že co má člověk v hlavě, to mu nikdo neukradne. Na první...
Tank Karrar vyrazí do akce ještě v letošním roce

Tank Karrar vyrazí do akce ještě v...

Podle dostupných informací by se mělo jednat o velmi účinnou zbraň,...
Zdroj nepřátelské palby zvládne najít zbraňový senzor PEARL

Zdroj nepřátelské palby zvládne...

Tento nový, přenosný systém lze nainstalovat na ruční zbraň. Výhodou je,...
Rozpoznají drony násilí v davu lidí?

Rozpoznají drony násilí v davu...

Vědcům z anglické univerzity v Cambridge se podařilo najít řešení umělé...
Nový software pro diagnostiku

Nový software pro diagnostiku

Software na psychologickou diagnostiku Hypothesis, který vyvinuli odborníci z...
Zbraňový senzor PEARL: Dokáže určit, odkud vede nepřátelská palba

Zbraňový senzor PEARL: Dokáže...

Vojáci musí během boje sledovat celou řadu věcí. Rozlehlé bitevní pole však...
Robot měnící během letu svou konstrukci

Robot měnící během letu svou...

Vědcům z institutu Étienne Jules Marey Institute of Movement Sciences...
Nejrychlejší a největší 3D tiskárna je velká jako autobus

Nejrychlejší a největší 3D...

V letošním roce představila australská společnost Titomic 3D tiskárnu,...
Ochranná výstroj z neprůstřelných baterií? Americká armáda plánuje revoluční novinku

Ochranná výstroj z neprůstřelných...

Baterie hrají v moderní válce důležitou úlohu. Pro pěšáka ovšem...
Urychlovače částic pomohou zvítězit nad rakovinou – budoucnost je v rukách mladých vědců

Urychlovače částic pomohou zvítězit...

Rakovina je u dospělé populace druhou nejčastější příčinou úmrtí (po...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Frank: Město, na které dopadne 90 milionů tun skály!

Frank: Město, na které dopadne 90...

Když je něco pevné jako skála, tak to ještě nemusí být pevné. A když...
VIDEO: Děti tak nemocné, že musejí žít ve speciální bublině

VIDEO: Děti tak nemocné, že musejí...

Vzácná porucha imunity má za následek to, že dítě musí žít...
Proč si čeští diplomati dovolil kritizovat samotného papeže?

Proč si čeští diplomati dovolil...

Nikdo dodnes přesně neví, kdo panoš Jaroslav vlastně byl! Například historik...
Průzkum: Manželství zdraví neprospívá!

Průzkum: Manželství zdraví...

Dlouhá léta se čtenáři společenských rubrik mohli seznamovat s výzkumy, že...
Krok ke stálé základně na Měsíci: Cihly z měsíčního prachu

Krok ke stálé základně na Měsíci:...

Evropští výzkumníci vytvořili ze simulovaného měsíčního regolitu pomocí...
Městečko Pyramiden: Opuštěný skanzen socialismu

Městečko Pyramiden: Opuštěný...

Na podzim roku 1998 město Pyramiden na Špicberkách vypadalo, jako by...
Pohledný mladík Elliot Rodger: Vraždění si plánuje několik let!

Pohledný mladík Elliot Rodger:...

Pohledný mladík sedí v autě. Na jeho levou tvář dopadá odpolední...
Ve fastfoodech ve starém Římě se jídlo balilo do fíkového listu

Ve fastfoodech ve starém Římě se...

Mladý Říman Antonius zamíří k thermopoliu na rohu ulice. Teď, na počátku léta roku 200 n. l. ho...
Japonské Kobe: Steak na jedničku s kytičkou

Japonské Kobe: Steak na jedničku...

Před 150 lety ještě v Japonsku masu příliš neholdují, tehdy ale jistý anglický...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

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