Механика, кремний или кванты?

Юрий Свидиненко

Хакер, номер #096, стр. 096-054-2

Во-первых, в то время чипы были еще очень большими во всех отношениях. Как рассказывал мой преподаватель электроники, в то время они набирали триггеры (или в простонародье ключи) на полосе гетинакса размерами с обыкновенную линейку. И если кто смог разместить на ней 10 триггеров (из восьми получался один регистр, в котором можно было хранить 1 байт!), то это считалось круто.

Мур же, опираясь на достижения тогдашнего производственного процесса, предположил, что такая тенденция не вечна. Он подумал, что можно будет увеличить размеры чипов и разместить на них больше ключей, а также уменьшить расстояние между отдельными транзисторами.

Сегодня все эти задумки с успехом реализованы в железе. Уже разработано производство нанотранзисторов по 35-нм техпроцессу, и исследователи из IBM утверждают, что через пару лет приступят к освоению 11-нм техпроцесса. То есть на микросхемах размеры транзисторов будут не больше 11 нанометров. Чтобы ты понял, насколько это мало, приведу пример: вдоль одного такого транзистора можно будет выстроить 100 атомов кислорода.

Однако 11 нанометров – это почти предел для традиционной плоской кремниевой наноэлектроники. После этой окончательной миниатюризации транзисторов закон Мура перестанет действовать на классическую электронику. Сам Мур недавно сказал: «Ничто не может длиться вечно, но пройдет еще 10–20 лет до того момента, когда мы столкнемся с фундаментальным барьером, и нам придется что-то придумывать».

Посмотрим теперь, как по времени разбросаны переходы от 65-нм транзисторов, которые внедряются сегодня, к 11-нм.

В 2007 году намечен переход на 45-нм процесс. 2009 год — внедрение 32-нанометрового, и только в 2011 году настанет черед технологического процесса 22 нм. А 11-нм техпроцесс появится где-то к 2020 году после внедрения в 2015 году 13-нм ноды.

Эти прогнозы не высосаны из пальца, а заявлены Паоло Джарджини, директором технологической стратегии из корпорации Intel. Более того, как он недавно сообщил, уже есть конкретные научно-технические разработки, которые позволяют реализовать эти долгоиграющие планы.

В то время как Intel, IBM и AMD продолжают уверенно двигаться по протоптанной дороге к 11-нм тупику, другие компании начинают искать альтернативу в виде трехмерных транзисторов, транзисторов на нанотрубках или вообще на отдельных молекулах.

Так Infineon Technologies предложили оригинальную конструкцию транзистора для чипов энергонезависимой памяти (nonvolatile flash memory). Этот чип размерами всего 20 нанометров (и это, заметь, не в 2015 году, а уже сегодня), может длительно хранить один бит без подачи на устройство энергии.

Самая «продвинутая» современная flash-память, выполняющая аналогичные функции (хранение одного бита памяти), имеет размеры около 90 нм. Не мне тебе рассказывать, что такое flash-память и где она используется :).