Назад в будущее
АрхивПоследний день на калифорнийском IDF был посвящен взгляду в будущее и перспективным технологиям, разрабатываемым в Intel, но пока далеким от массового внедрения. Лично мне эта часть Форума показалась наиболее интересной.
Последний день на калифорнийском IDF был посвящен взгляду в будущее и перспективным технологиям, разрабатываемым в Intel, но пока далеким от массового внедрения. Лично мне эта часть Форума показалась наиболее интересной. Началось все с шоу Патрика Гелсингера (Patrick P. Gelsinger), вице-президента и главного директора Intel по технологиям. В лучших традициях театрального действа, он появился из полутемного зала в свете прожектора под аккомпанемент завораживающей музыки верхом на революционной двухколесной каталке Segway (см. стр. 27), облаченный в своеобразный «театральный» костюм - бейсболку и неприметную на первый взгляд жилетку с множеством карманов. Эдакий средний человек ближайшего будущего.
Как стихла музыка, он «припарковал» транспортное средство у ближайшей ступеньки, взобрался на сцену и стал один за другим вынимать из карманов жилетки гаджеты, то есть маленькие электронные помощники - от цифровой камеры и мобильного коммуникатора до наладонного компьютера и наладонного же видеоплейера. Все это служило иллюстрацией повсеместному проникновению цифровых технологий, мобильных устройств и беспроводных коммуникаций в нашу жизнь не только в ближайшем будущем, но уже сейчас - ведь большинство из показанных Патриком приспособлений уже продаются в магазинах, и «продвинутые» участники нынешнего IDF стали тому прекрасным подтверждением.
Comm-puting
После этих занимательных пассажей Гелсингер рассказал о некоторых направлениях развития портативных цифровых систем будущего. «Мы убеждены, что повсеместное распространение передовых и экономичных полупроводниковых технологий откроет новую эпоху, в которой все компьютеры будут обеспечивать связь, а все коммуникационные устройства - выполнять вычисления», - заявил Гелсингер. Одним из ключевых вопросов в технике связи будущего является полная интеграция всех компонентов радиосвязи на одном чипе (пожалуй, только кроме антенны; прежде часть блоков выносилась за пределы основной микросхемы). Технология «полупроводникового радио» на базе КМОП-структур с пониженным энергопотреблением в ближайшие годы будет интегрирована в микросхемы Intel, в результате чего любое устройство с такой микросхемой наделяется функциями беспроводной связи. Опытные образцы подобных устройств уже созданы. Помочь тут может развитие технологии SiGe (кремний-германий), поскольку позволит создавать более высокочастотные чипы, чем на стандартном кремнии.
В течение следующего десятилетия корпорация Intel будет стараться полностью объединить вычислительные и коммуникационные системы, чтобы приблизить наступление эпохи простых в эксплуатации и обращении, недорогих электронных устройств. Для этого класса устройств даже вводится новый термин - Comm-puting, то есть объединение коммуникаций и вычислений.
Оптика вместо электричества
Другим важным направлением является развитие оптических технологий передачи данных между электронными чипами. Работы в этом направлении уже давно активно ведутся в Intel. В частности, Гелсингер продемонстрировал работу оптического канала передачи данных и подчеркнул, что большие возможности открывает использование настраиваемых (в относительно небольшом диапазоне частоты) полупроводниковых лазеров (диапазона 1500 нм), интегрированных в единой микросхеме с цифровыми и оптико-электронными коммуникационными устройствами. Позже, в беседе с узким кругом журналистов, Патрик еще раз подчеркнул огромный интерес, который корпорация проявляет к развитию оптических полупроводниковых технологий передачи данных, в частности, для связи между чипсетами на системной плате. Попутно напомню, что в области оптических полупроводниковых технологий у российской науки есть большой задел.
В целом, траектория развития кремниевых технологий на данный момент видится не столько как дальнейшее развитие существующих ныне подходов, сколько как их распространение на новые области - сенсоры, оптику, химическую и биотехнологию, беспроводную связь и даже механику. А полупроводниковые технологии, соединяющие в себе вычислительные и коммуникационные функции, призваны распространить действие закона Мура на такие области, как беспроводная и оптическая связь.
Нанотехнологии
Прекрасным логическим продолжением стал интереснейший доклад профессора Суньлин Чу (Sunlin Chou), генерального менеджера и старшего вице-президента компании Intel (группа технологии и производства). Он рассказал о нанотехнологиях, которые все активнее проникают в нашу жизнь и сулят огромные преимущества по сравнению с обычной микроэлектроникой. В частности, только применение нанотехнологий способно продолжить действие так называемого закона Мура на много лет вперед. Безусловно, Intel активно занимается исследованиями в области нанотехнологий. Коротко, нанотехнология - это весь спектр от нанометровых техпроцессов изготовления микросхем и атомарно тонких слоев материалов до углеродных нанотрубок и управления системами на уровне атомов.
Здесь среди научно-исследовательских и проектно-конструкторских разработок Intel в области новых полупроводниковых технологий, материалов и компоновки устройств, особого упоминания заслуживают литография с использованием жесткого ультрафиолетового излучения (EUV), новые диэлектрики для затворов транзисторов и транзисторные устройства в целом, а также такой новый материал, как оксид кремния в напряженном состоянии, который, начиная со следующего года, будет применяться в 90-нанометровом производственном процессе Intel.
«Углубленные исследования в области нанотехнологий и их финансирование - вот избранный нами путь, ведущий к расширению возможностей полупроводниковых устройств, - заявил Суньлин Чу. - Сейчас мы заняты проработкой долгосрочных вариантов обновления полупроводниковых технологий и расширения их масштабируемости с прицелом на следующее десятилетие».
Фактически, уже нынешние процессоры Intel Pentium 4 выпускаются с применением нанотехнологий, поскольку размер затвора транзисторов, изготовленных по 0,13-микронному техпроцессу, составляет всего 70 нанометров (область нанотехнологий на показанном профессором слайде [слева] лежит ниже 100 нм), а толщина подзатворного диэлектрика и того меньше - единицы нанометров. То есть размер современных транзисторов уже стал меньше, чем размер самых маленьких биологических объектов - вирусов (их диаметр около 100 нм)!
По прогнозам можно ожидать прихода литографического техпроцесса с технологическими нормами 10 нм уже в конце этого десятилетия. При этом предполагается использование литографии с жестким ультрафиолетовым излучением (EUV), которая уже сейчас находится на коммерческой фазе развития. В частности, были продемонстрированы 50-нанометровые линии, полученные при помощи такой литографии, а всем участникам Форума предлагался сувенир (слева вверху) в виде брелка с «кусочком будущего»: фрагментом EUVL-зеркала, содержащего восемьдесят чередующихся слоев молибдена (толщиной в десять атомарных слоев каждый) и кремния (по пятнадцать атомарных слоев каждый). Такое зеркало может эффективно отражать ультрафиолет с длиной волны 13,4 нм, что необходимо для техпроцесса следующего поколения.
Остановившись на одном из научно-исследовательских проектов Intel в области терагерцовых транзисторов (высокоскоростных транзисторах, намеченных к запуску в производство во второй половине текущего десятилетия), докладчик рассказал об экспериментальных разработках высокопроизводительных неплоских КМОП-транзисторов с тройным затвором (так называемых трехзатворных транзисторов). В отличие от современных «плоских» транзисторов, в устройствах нового типа будет применяться трехмерная архитектура, увеличивающая площадь поверхности затвора, что способствует наращиванию производительности и позволяет создавать высокоскоростные процессоры. Пока эти транзисторы нуждаются в серьезной доработке перед запуском их в производство.
Как отметил Суньлин Чу, специалисты Intel тесно сотрудничают с рядом университетов в сфере нанотехнологий, в числе которых - разработка углеродных нанотрубок и кремниевых нанопроводов, то есть проводниковых или полупроводниковых материалов: Intel рассчитывает приступить к их практическому применению в вычислительных устройствах не ранее, чем лет через десять. Тем не менее, на вопрос о перспективах использования углеродных нанотрубок для замены нынешних кремниевых транзисторов, профессор скептически заметил, что пока об этом рано говорить, поскольку остается неясным очень много вопросов: возможность формирования массива таких транзисторов и др. Таким образом, альтернативы традиционной кремниевой технологии на ближайшие годы не видно (за исключением SiGe).
Отвечая на вопросы в узком кругу журналистов, Патрик Гелсингер 1 отметил, что архитектура мобильного процессора Banias уходит корнями в мобильное ядро Tualatin и обещает стать новым шагом, который определит особенности архитектуры многих будущих процессоров Intel, включая настольные и серверные. Действительно, быстрый рост количества транзисторов в чипах этих процессоров (например, будущий процессор Madison содержит около полумиллиарда (!) транзисторов, причем 288 миллионов из них приходится на кэш SRAM) требует принятия жестких мер для снижения энергопотребления чипов. Так, для мобильных процессоров не стоит выходить за рамки 1-10 ватт, а для настольных процессоров Intel постарается придерживаться потребления 25-50 Вт (максимум 100 Вт). То есть технологии динамического энергосбережения, развиваемые в Banias (новый Speed Step, динамически отключаемые системная шина, кэш и неиспользуемые блоки процессора), напрямую проследуют в будущие десктопы и серверы.
В непринужденной беседе Андреас Стиллер, обозреватель немецкого сайта c’T, высказал мнение (кстати, нередкое), что Pentium 4 - не слишком удачный процессор, на что Гелсингер не просто аргументированно возразил, но и закидал Андреаса скомканными бумажками (фото вверху). Такая непосредственность одного из высших руководителей корпорации, на мой взгляд, только играет на руку имиджу Intel как передовой и гибкой компании.
В эксклюзивной беседе с обозревателем «Компьютерры» Гелсингер заметил, в частности, что, несмотря на то, что на Форуме не было представлено ни одного нового настольного процессора и чипсета, существенная новация в области настольных систем все же присутствовала - была официально объявлена технология Hyper-Threading для процессоров Intel Pentium 4 (и поддерживающих ее чипсетов). Кроме того, Гелсингер заверил, что в Intel с большим интересом относятся к грядущему IDF в Москве (2 октября) и специально приготовили для объявления на «нашем» форуме ряд совершенно новых продуктов. Будем ждать с нетерпением.
1 (обратно к тексту) - Патрик Гелсингер не только администратор, но и знающий инженер: в свое время он лично конструировал один из x86-процессоров Intel, а ныне определяет, в частности, перспективные направления разработок корпорации и те новации, которые мы увидим в будущих процессорах.
