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

Volvo chce svým automobilům umožnit vzájemnou komunikaci

Volvo chce svým automobilům...

Automobilka Volvo je dlouhodobě známá svým důrazem na bezpečnost. Právě z...
Izraelští vědci vytvořili srdce za pomoci 3D tiskárny

Izraelští vědci vytvořili srdce...

Vědci z univerzity v izraelském Tel Avivu včera představili...
Kolik je v oceánech plastů? Nová technologie bude provádět monitoring z vesmíru

Kolik je v oceánech plastů? Nová...

O znečištění světových moří se píše a hovoří už desítky let. Dlouho se...
Americké námořnictvo sestavuje tým pro boj s malými drony

Americké námořnictvo sestavuje...

Malé komerční drony nestojí skoro nic, ale při správné úpravě a použití...
3D tisk pokořil další hranice

3D tisk pokořil další hranice

Otevřely se nové dimenze ve 3D tisku, a to svou rychlostí, tiskovou...
Pojďte si číst!

Pojďte si číst!

Jak se v dnešní době vyhnout závislosti na digitálních technologiích a zároveň...
Bezpečnější a efektivnější baterie

Bezpečnější a efektivnější baterie

Američtí vědci nezahálí, a tak přicházejí s další inovací na poli...
Móda spojená s technologií

Móda spojená s technologií

V rámci Mercedes-Benz Prague Fashion Weeku bylo možné 24. 3. vidět kolekci AUDIRE...
Jak se měnil kulatý nesmysl?

Jak se měnil kulatý nesmysl?

Hry, které připomínaly fotbal, provozovali již staří Číňané, Řekové či Římané....
Xiaomi Mi 9 dorazil do Česka

Xiaomi Mi 9 dorazil do Česka

Nová vlajková loď čínské společnosti Xiaomi dorazila na pulty prodejců v...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Tajemství městských erbů: Proč mají Pardubice ve znaku přepůleného koně?

Tajemství městských erbů: Proč mají...

Ješek z Pardubic se roku 1158 účastnil tažení císaře Fridricha Barbarossy na Milán. Po...
Nejšpinavější předměty, kterých se denně dotýkáme!

Nejšpinavější předměty, kterých se...

Většina lidí považuje za bakteriemi nejvíc zamořenou věc v domácnosti...
Co se skrývá pod nejvyšší horou sluneční soustavy?

Co se skrývá pod nejvyšší horou...

Jedním z nejvýraznějších útvarů na povrchu Marsu je obrovská štítová sopka...
Jakými vlastnostmi vynikali Hunové, kteří se stali postrachem Evropy?

Jakými vlastnostmi vynikali...

Římská říše se ocitá v poslední agónii. Většinu evropského kontinentu tehdy...
Jak se ubránit před útoky nebezpečných zvířat?

Jak se ubránit před útoky...

Útok žraloka, medvěda, nebo tygra. Nebezpečí, které může číhat třeba i...
Přehledně: Ošklivá mláďata roztomilých savců!

Přehledně: Ošklivá mláďata...

Když vyrostou, jsou doslova k sežrání. Po narození ale půvabem zrovna...
Německá ponorka potupila Brity ve Scapa Flow

Německá ponorka potupila Brity...

Günther Prien nedočkavostí ani nedýchá. Připadá si jako liška v zaječí noře....
Opice s opicí a ptáci na záchytce: Notorici říše zvířat

Opice s opicí a ptáci na záchytce:...

Alkohol dokáže proměnit lidi v divokou zvěř. A z divoké zvěře nadělat loupežné...
Kde hledat ztracený poklad kapitána Kidda? Legendy přetrvávají dodnes!

Kde hledat ztracený poklad kapitána...

Hrabě Bellamont se hrabe v truhle plné zlata. Nemůže se nabažit snadné kořisti. Muž,...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

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